Ensemble pare-chocs à absorption d'énergie et face avant intégrant cet ensemble
L'invention concerne un ensemble pare-chocs, notamment un ensemble pare-chocs destinée à être intégrée à une face avant de véhicule automobile, comprenant un profilé rigide et un pare-chocs, ou bouclier, monté devant le profilé. Elle concerne également une face avant de véhicule automobile intégrant un tel ensemble pare-chocs.
Ce dernier comprend notamment un profilé mécanique en forme de U ou de C dont les branches sont horizontales, rapporté sur la face avant du véhicule.
L'ensemble pare-chocs a plusieurs rôles. Il participe à la structure du véhicule et doit protéger les passagers du véhicule en cas de choc avec un obstacle extérieur, ainsi que les équipements du véhicule, notamment afin de réduire le coût des réparations en cas d'accident. Inversement, l'ensemble pare-chocs doit permettre de diminuer l'agressivité du véhicule, notamment envers les piétons, en absorbant autant que possible l'énergie du choc de manière à minimiser la gravité des blessures infligées à ces derniers.
II existe d'ores et déjà des normes qui réglementent les chocs avec les piétons. Elles prévoient notamment pour la jambe que l'angle de flexion du genou ne devra pas dépasser 15 °, que le cisaillement du genou devra être inférieur à 6 mm et que l'accélération du tibia devra rester inférieure à 150 g.
Afin de satisfaire à ces exigences, il a déjà été proposé d' interposer un bloc de mousse entre le profilé et le bouclier de l'ensemble pare-chocs, notamment de la mousse de polyuréthanne ou de polypropylène. Cette solution se révèle assez efficace, mais elle est très onéreuse en raison du coût de la mousse elle-même. Par ailleurs, elle nécessite un moule
spécial pour la mise en forme de la mousse. Enfin, il faut prévoir des opérations d'assemblage de la mousse et du profilé .
L'invention a pour objet une ensemble pare-chocs qui remédie à ces inconvénients. Elle propose un ensemble pare-chocs peu coûteux à réaliser, qui ne nécessite ni moule spécial ni opération supplémentaire d'assemblage.
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, par le fait qu'au moins une lamelle constituant un absorbeur de l'énergie d'un choc avec un piéton est interposée entre le profilé et le bouclier.
De préférence, la ou les lamelles sont solidarisées à au moins un élément de l'ensemble constitué par le profilé et le bouclier.
Il est possible de solidariser la ou les lamelles à au moins un élément de l'ensemble constitué par le profilé et le bouclier par une technique d'hybridation entre la matière dudit élément et la matière des lamelles.
Par "technique d'hybridation", on entend désigner toute technique qui permet d' associer étroitement une matière plastique à un insert, le plus souvent métallique, supprimant ainsi toute opération de fixation ou de montage.
Il est également possible de solidariser la ou les lamelles à au moins un élément de l'ensemble constitué du profilé et du bouclier par moulage, la matière des lamelles étant identique à la matière dudit élément.
Il peut aussi être envisagé de solidariser la ou les lamelles à au moins un élément de l'ensemble constitué du profilé et du bouclier par un assemblage mécanique entre ledit élément et les lamelles.
Grâce à ces caractéristiques, l'absorption de l'énergie d'un choc avec un piéton est obtenue au moyen d'une lamelle réalisée en un matériau peu coûteux. La fabrication de cette lamelle ne nécessite pas de moule spécial, et elle peut être intégrée au profilé et/ou au bouclier sans aucune opération de montage supplémentaire. Il en résulte par conséquent une réduction importante du coût de fabrication de l'ensemble pare-chocs .
La ou les lamelles peuvent être horizontales, c'est-à-dire parallèles au sol. Elles peuvent être également inclinées vers le bas ou vers le haut par rapport à l'horizontale, c'est-à-dire dirigées vers le sol ou vers le ciel.
L' inclinaison des lamelles vers le sol ou vers le ciel permet de modifier le point de rotation de la jambe et par conséquent d'améliorer les critères de rotation et de cisaillement .
C'est la position du profilé de l'ensemble pare-chocs par rapport au genou qui déterminera le choix de l'inclinaison des lamelles.
De préférence, l'angle d'inclinaison des lamelles avec le sol est compris entre 20 ° et 45 °.
Les lamelles peuvent également être reliées entre elles par des nervures de renfort verticales ou croisées.
De préférence, le profilé est réalisé en une matière métallique.
Dans une réalisation avantageuse, le profilé est rempli intérieurement d'une matière de moulage qui forme des nervures de rigidification.
Avantageusement, les lamelles et/ou les nervures de
rigidification sont en une matière moulable choisie parmi les matières thermoplastiques et les matières thermodurcissables, avec ou sans renfort .
La matière moulable est de préférence choisie parmi les polyamides, en particulier le polyamide-6, et les polypropylènes, en particulier le polypropylène EPDM et le polypropylène GF30.
L'épaisseur de la ou des lamelles est de préférence comprise entre 1 mm et 3 mm.
La longueur P des lamelles projetée sur l'axe longitudinal X du véhicule est de préférence supérieure ou égale à 50 mm.
L'invention concerne par ailleurs une face avant de véhicule, comprenant deux montants latéraux dont dépendent le profilé de l'ensemble pare-chocs et deux boîtiers de projecteur.
L'ensemble pare-chocs est réalisé conformément à 1' invention.
Avantageusement, le profilé est intégré aux montants latéraux par une technique d'hybridation entre la matière du profilé et la matière des montants.
Avantageusement encore, les montants de la face avant, les lamelles d'absorption d'énergie et éventuellement les nervures de rigidification sont réalisés en une même matière moulable.
Avantageusement, les boîtiers de projecteur sont intégrés aux montants latéraux par une technique d'hybridation entre la matière des boîtiers de projecteur et la matière des montants .
Avantageusement encore, les montants de la face avant, les lamelles d'absorption d'énergie, les boîtiers de projecteur
et éventuellement les nervures de rigidification sont réalisés en une même matière moulable.
Avantageusement, le bouclier monté devant le profilé comporte une ou des lamelles constituant un absorbeur d'énergie complémentaire d'un choc avec un piéton.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures:
- la Figure 1 est une vue générale en perspective d'une face avant de véhicule automobile ; - la Figure 2a est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un profilé conforme à la présente invention, susceptible de s'adapter sur les montants de la face avant de la Figure 1 ;
- la Figure 2b est une vue analogue à la figure 2a illustrant une variante de réalisation du profilé ;
- la Figure 2c représente le détail A de la figure 2b, à échelle agrandie ; la Figure 3 est une vue arrière en perspective d'une variante de réalisation du profilé représenté sur la Figure 2a ; la Figure 4 est une vue arrière en perspective d'une variante de réalisation du profilé représenté sur la Figure 3 ;
- la Figure 5a est une vue en section transversale d'un profilé comportant des lamelles inclinées vers le bas ;
- la figure 5b est une vue en section transversale d'un profilé comportant des lamelles inclinées vers le haut ;
- la Figure 6 est une vue schématique en coupe montrant un bouclier équipé de lamelles d'absorption d'énergie ; - la Figure 7 est une vue en perspective d'un profilé tel que représenté sur la figure 3, muni en outre de nervures de renfort des lamelles ;
- la Figure 8 est une vue analogue à la figure 7 illustrant
une variante du profilé ;
- la Figure 9 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une variante de réalisation de la face avant du véhicule automobile .
La face avant représentée sur la Figure 1 comprend une traverse supérieure 10 dont les extrémités respectives 12. sont coudées et destinées à être fixées sur des longerons supérieurs 14 d'un véhicule automobile. Pour cela, chacune des extrémités 12 comprend un trou traversant 16 permettant le passage d'une vis ou analogue.
Dans l'exemple de réalisation représenté, la face avant est réalisée en deux parties, à savoir une partie supérieure 18 qui intègre la traverse supérieure 10 et une partie inférieure 20 qui intègre un profilé 42.
La partie supérieure 18 est réalisée sous la forme d'un élément monobloc, en particulier sous la forme d'un élément composite métal/plastique.
De la traverse 10 dépendent les parties supérieures respectives 24a de deux montants latéraux 24, ou jambages, dont les parties inférieures respectives 24b sont intégrées au profilé de l'ensemble pare-chocs.
Les parties supérieures 24a des montants latéraux s'étendent vers le bas à partir de la traverse 10 et sont sensiblement verticales. Elles sont raccordées chacune aux extrémités respectives 12 de la traverse 10 par des montants obliques 26 pour délimiter deux logements 28 destinés à recevoir les projecteurs du véhicule, non représentés à cette figure.
Les parties inférieures 24b sont sensiblement verticales et sont munies en partie supérieure d'une plaque de fixation 30 destinée à coopérer chacune avec un montant oblique 26. Chacune des plaques 30 comporte des trous 32 destinés à venir en regard avec des trous 34 correspondants du montant oblique
26 pour permettre leur fixation par des vis ou analogue. Par ailleurs, chacune des parties inférieures 24b d'un montant comprend une plaque de fixation 36 destinée à être fixée à l'extrémité d'un longeron inférieur 38 du véhicule, représenté schématiquement .
L'ensemble pare-chocs 22 comprend, dans l'exemple, un profilé 42 ayant sensiblement une section en forme de U. Ce profilé est avantageusement métallique et il possède une forme incurvée adaptée à la forme du pare-chocs, ou bouclier, proprement dit, non représenté à cette figure, qui est destiné à être fixé ultérieurement sur la face avant du véhicule .
Le profilé 42 de l'ensemble pare-chocs 22 peut être un élément rapporté, c'est-à-dire fixé sur la face avant. Toutefois, de préférence, il est intégré aux deux montants 24, c'est-à-dire ici aux parties inférieures 24b des montants, par une technique d'hybridation entre la matière du profilé et la matière des montants.
Comme exposé précédemment, une technique d'hybridation est une technique connue, en particulier une technique de surmoulage, de moulage par compression ou encore de moulage d'une matière, qui permet d'intégrer une matière plastique sur un insert, lequel est lui-même une matière métallique ou une matière plastique. Le profilé 42 de l'ensemble pare-chocs constitue un insert autour duquel sont moulées les parties inférieures 24b des montants. On utilise ici avantageusement une technique de surmoulage. A cet effet, l'âme du profilé comprend des trous traversants 40 pour le passage de la matière des montants.
Les montants sont réalisés avantageusement en une matière composite qui peut être soit une matière thermoplastique, soit une matière ther odurcissable. On préfère tout particulièrement utiliser une matière plastique du type polypropylène ou polyamide, et notamment du polyamide-6 avec
renfort en fibres de verre ou de carbone.
Lors de l'opération de surmoulage, la matière plastique des montants vient s'intégrer étroitement autour du profilé 42. 5 Une partie de cette matière vient traverser le profilé grâce aux trous 40 précités.
On a représenté sur la Figure 2a une vue de trois quarts face d'un ensemble pare-chocs 22 conforme à la présente invention
10 destinée, par exemple, à être intégrée dans une face avant de véhicule automobile telle que la face avant représentée sur la Figure 1. L'ensemble pare-chocs 22 comprend un profilé 42 en forme de C ou de U couché sur l'horizontale comprenant une âme verticale 43 et deux ailes horizontales 44. Une lamelle
15 46 constituant un absorbeur de l'énergie d'un choc, notamment d'un choc avec un piéton, est solidarisée au profilé 42. La lamelle 46 est ainsi interposée entre le bouclier 56, non représenté à cette figure, et le profilé 42.
20 La lamelle 46 peut être solidarisée au profilé 42 par différents moyens. Un moyen classique consiste à réaliser d'une seule pièce le profilé 42 et la lamelle 46 par moulage d'une matière plastique commune aux deux éléments. On peut également utiliser une technique d'hybridation permettant
25 d'associer étroitement la matière de la lamelle, généralement une matière plastique, et la matière du profilé 42, généralement une matière métallique telle que l'acier. L'utilisation d'une telle technique d'hybridation permet de supprimer toute opération de fixation ou de montage.
30 L'hybridation peut être réalisée par une technique de surmoulage d'une matière plastique sur le profilé métallique 42 constituant un insert. Des nervures 48 de rigidification inclinées sensiblement à 45 ° par rapport à l'horizontale sont prévues à l'intérieur du profilé. Les nervures 48
35 peuvent être réalisées par une technique d'hybridation en même temps que la lamelle 46. Elles peuvent être réalisées de la même matière plastique que la lamelle 46 ou,
éventuellement, d'une autre matière plastique.
On a représenté sur la Figure 2b une première variante de réalisation du profilé de la Figure 2a où la lamelle 46 est rapportée et maintenue sur le profilé 42 par des moyens de liaison mécanique. Dans ce mode de réalisation, la lamelle 46 est munie d'une extrémité longitudinale 47 en forme de queue d' aronde qui coopère avec une rainure longitudinale correspondante 49 issue du profilé 42, comme détaillé sur la Figure 2c .
L'assemblage de la lamelle sur le profilé est réalisé soit par clippage de la lamelle sur le profilé, soit par insertion de la lamelle dans la rainure 49 selon la direction longitudinale de celle-ci. Dans le premier exemple d'assemblage, l'extrémité en forme de queue d' aronde est appliquée sur toute sa longueur longitudinale à l'embouchure de la rainure 49 pour être introduite en force dans la rainure. Dans le second exemple d'assemblage, une extrémité longitudinale 45 de la lamelle 46 est introduite dans la rainure 49 par un côté du profilé où débouche la rainure avant d'être glissée le long de la rainure jusqu'à l'autre côté du profilé.
Dans les exemples décrits, la liaison entre la lamelle et le profilé est réalisée sur toute la longueur longitudinale de la lamelle, mais rien n'empêche d'envisager cette liaison uniquement en des zones discrètes de la lamelle.
A la Figure 3, on a représenté une vue de trois quarts arrière d'une deuxième variante de réalisation de l'ensemble pare-chocs 22 représentée sur la Figure 2a. La section du profilé 42 est identique. Elle est constituée d'une âme verticale 43 et de deux ailes 44 perpendiculaires à la face 43. On peut apprécier, sur la Figure 3, la forme des nervures croisées 48 de rigidification. En outre, la variante de réalisation de la Figure 3 se distingue par le fait qu'elle comporte deux lamelles 46 au lieu d'une seule. Dans ces deux
modes de réalisation, les lamelles 46 sont horizontales, c'est-à-dire parallèles au sol lorsque l'ensemble pare-chocs est montée sur la face avant du véhicule.
5 On a représenté sur la Figure 4 une vue de trois quarts arrière en perspective qui montre une variante de réalisation des nervures de rigidification. Dans cette variante, les nervures 49 sont verticales. Elles peuvent être renforcées, optionnellement , par une ou plusieurs nervures horizontales 10 50 disposées perpendiculairement aux nervures 49.
On a représenté sur la Figure 5a une vue en section transversale d'un profilé 42 comportant deux lamelles 46 inclinées vers le bas d'un angle 52 par rapport à 15 l'horizontale 54. Dans la variante de la figure 5b les lamelles 46 sont inclinées vers le haut d'un angle 52 par rapport à l'horizontale 54. L'angle 52 est de préférence compris entre 20 ° et 45 °. 0 On a représenté sur l'a Figure 6 une vue schématique en section transversale d'un ensemble pare-chocs 22 conforme à la présente invention comprenant un bouclier 56 et un profilé 42, ici de section fermée. Le profilé comporte deux lamelles 26 légèrement inclinées vers le sol, le bouclier 56 comporte 5 également deux lamelles 58 légèrement inclinées vers le sol. Les lamelles 58 constituent un absorbeur d'énergie complémentaire de l' absorbeur d'énergie constitué par les lamelles 26. Les lamelles 58 permettent ainsi d'abaisser le pic d'effort. 0
Exemples de réalisation
On a réalisé divers ensembles pare-chocs en faisant varier la matière des lamelles, leur géométrie, ainsi que la nature des 5 nervures de renfort des lamelles.
Il a été constaté, notamment, que l'inclinaison des lamelles
vers le sol permet d'abaisser le point de rotation de la jambe et par conséquent les critères de rotation et de cisaillement. De préférence, les lamelles doivent être inclinées entre 20 ° et 45 ° en fonction de la rigidité de la structure (nervures de rigidification en croisillons ou nervures verticales) et de la position de la jambe.
Dans cette étude, la position du genou par rapport à l'axe vertical Z du véhicule était située au-dessous du profilé de l'ensemble pare-chocs. C'est pourquoi les lamelles étaient inclinées vers le bas. Dans un autre cas, si la position du genou par rapport à l'axe vertical Z du véhicule était au- dessus du profilé, les lamelles seraient inclinées vers le haut .
Il a également été constaté que la structure et la géométrie des renforts de lamelles peuvent permettre d'utiliser des nervures plus ou moins épaisses. Par exemple, des nervures croisées 61 (figure 8) permettent d'obtenir de bons résultats avec des nervures plus fines que dans le cas de nervures verticales 60 (figure 7) .
Le matériau des lamelles doit autoriser un allongement à la rupture important afin de permettre d'atteindre les critères de la norme. Les caractéristiques (Re, Rm, phénomène de plateau, allongement à la rupture) du matériau sont prépondérantes quant au critère d'accélération. La structure et la géométrie des lamelles, ainsi que leur épaisseur, contribuent également à réduire l'accélération. De préférence, l'épaisseur des lamelles doit être comprise entre 1 et 3 mm, en fonction de leur géométrie. Un matériau tel que le polypropylène EPDM permet d'abaisser le critère d'accélération en dessous de 150 g. L'épaisseur des lamelles et des nervures doit être inférieure ou égale à 3 mm.
Le tableau ci-dessous synthétise les résultats de la présente étude.
Dans ce tableau:
PP signifie polypropylène, EPDM signifie éthylène propylène diène monomère et PPGF30 signifie polypropylène chargé à 30% de fibres de verre . La mousse A est une mousse de polyuréthanne de densité 0,96 g/cm3 et la mousse B est une mousse de polyuréthanne de densité 0,66 g/cm3.
A la Figure 9, on a représenté 'une variante de réalisation de la face avant de la Figure 1 où des boîtiers de projecteur 27, ou cuvelage, sont réalisés d'une seule pièce avec les montants latéraux 24.
Dans ce mode de réalisation, chaque boîtier de projecteur 27 est constitué d'une enveloppe 31 délimitée par un fond 29 dans laquelle sont assemblés les composants internes du projecteur comme la lampe, le réflecteur, les connecteurs, le capot d' étanchéité, le faisceau électrique, etc., non représentés à cette figure. Le boîtier de projecteur est en outre fermé par une glace, non représentée à cette figure.
Le boîtier de projecteur peut être intégré au montant 24 par différent moyens. Un moyen classique consiste à réaliser d'une seule pièce le boîtier 27 et le montant 24 par moulage d'une matière plastique commune aux deux éléments. On peut également utiliser une technique d'hybridation permettant d'associer étroitement la matière du boîtier et la matière du montant. L'utilisation de ces techniques permet de supprimer toute opération de fixation ou de montage des boîtiers de projecteur sur la face avant.