FR2867729A1 - Pare-chocs pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un pare-chocs (1) pour véhicule automobile, du type comprenant une poutre (10) et au moins deux absorbeurs d'énergie (20) s'étendant perpendiculairement à la poutre (10) et reliés chacun, d'une part, à ladite poutre (10) et, d'autre part, à un longeron (2) de la structure du véhicule par une platine de support (30). La poutre (10), les absorbeurs d'énergie (20) et les platines de support (30) sont en aluminium ou en alliage d'aluminium et réalisés par extrusion et les absorbeurs d'énergie (20) sont reliés respectivement à la poutre (10) et à la platine de support (30) par un encastrement et au moins une soudure.

Description

La présente invention concerne un pare-chocs pour véhicule automobile.
Les constructeurs de véhicules automobiles ont pour soucis d'améliorer la sécurité des passagers et de réduire l'augmentation de poids de ces véhicules.
Pour la sécurité notamment lors d'un choc frontal ou d'un choc arrière, les constructeurs optimisent des différentes parties du véhicule de façon à garantir un maximum d'absorption cinétique par déformation mécanique des zones éloignées de l'habitacle et à renforcer l'habitacle de façon à préserver les passagers.
Afin de minimiser les chocs que subissent les occupants, les constructeurs utilisent de plus en plus des éléments d'absorption d'énergie disposés notamment à l'avant ou à l'arrière du véhicule et les pare-chocs doivent répondre à des normes techniques notamment en ce qui concerne la résistance aux chocs.
Pour cela, on connaît des pare-chocs qui sont constitués par une poutre transversale et par au moins deux absorbeurs d'énergie s'étendant perpendiculairement à cette poutre et reliés chacun, d'une part, à ladite poutre et, d'autre part, à un longeron de la structure du véhicule par l'intermédiaire d'une platine de support.
Les absorbeurs d'énergie sont le plus souvent formés chacun par un corps creux qui peut présenter des profils particuliers, comme par exemple des profils en forme de croix à quatre branches ou un profil évasé à section étagée ou comporter des zones d'amorce de la déformation dudit corps creux en cas de chocs. Ils sont fixés respectivement à la poutre transversale et à la platine de support par des moyens appropriés, comme par exemple des organes de vissage ou encore au moyen d'un cordon ou de points de soudure.
Les éléments constituant le pare-chocs, c'est à dire la poutre transversale, les absorbeurs d'énergie et les platines de support sont, dans la plupart des cas, réalisés en acier et ils présentent donc un poids important. Par ailleurs, l'assemblage de ces différents éléments demande plusieurs opérations successives augmentant de ce fait le coût.
L'invention a pour but de proposer un pare-chocs de véhicule automobile dont la conception permet d'obtenir un gain de masse et surtout d'optimiser les épaisseurs de la matière, tout en accroissant le potentiel d'absorption d'énergie d'un tel pare-chocs.
L'invention a donc pour objet un pare-chocs pour véhicule automobile, du type comprenant une poutre et au moins deux absorbeurs d'énergie s'étendant perpendiculairement à la poutre et reliés chacun, d'une part, à ladite poutre et, d'autre part, à un longeron de la structure du véhicule par une platine de support, caractérisé en ce que la poutre, les absorbeurs d'énergie et les platines de support sont en aluminium ou en alliage d'aluminium et réalisés par extrusion et en ce que les absorbeurs d'énergie sont reliés respectivement à la poutre et à la platine de support par un encastrement et au moins une soudure.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la poutre est cintrée après son extrusion, - la poutre est formée par un profilé à contour fermé comprenant une semelle avant et une semelle arrière parallèle à ladite semelle avant et reliées entre elles par une feuillure supérieure, une feuillure inférieure et une feuillure intermédiaire, lesdites feuillures étant parallèles les unes aux autres, - l'encastrement d'une extrémité de chaque absorbeur d'énergie dans la poutre est formé par une ouverture ménagée dans la semelle arrière et de forme conjuguée à cette extrémité de l'absorbeur d'énergie et par une découpe ménagée dans la feuillure intermédiaire et de forme conjuguée à la section axiale de ladite extrémité de l'absorbeur d'énergie, - chaque platine de support comporte une plaque de fixation sur le 25 longeron correspondant, - l'encastrement d'une extrémité de chaque absorbeur d'énergie dans la platine de support est formé par un orifice ménagé dans la plaque dudit absorbeur et de forme conjuguée à cette extrémité et par un rebord en saillie ménagé sur le pourtour de l'orifice et formant un logement pour ladite extrémité de l'absorbeur d'énergie, - la soudure de l'absorbeur d'énergie sur la poutre est réalisée entre le pourtour de l'extrémité de cet absorbeur encastrée dans la poutre et le bord de l'ouverture de la semelle arrière de ladite poutre, - la soudure de l'absorbeur d'énergie sur la platine de support est réalisée entre l'extrémité de cet absorbeur disposée dans l'ouverture de la plaque de la platine de support et le bord de cette ouverture, chaque soudure est une soudure de type MIG, - chaque absorbeur d'énergie a la forme d'un cylindre, - le cylindre de chaque absorbeur d'énergie comporte des moyens 10 d'amorçage du flambage dudit cylindre formés par au moins une gorge annulaire réalisée par hydroformage.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un pare- chocs conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'une poutre du pare- chocs conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un absorbeur 20 d'énergie du pare-chocs conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'une platine de support du pare-chocs conforme à l'invention, - les Figs. 5 et 6 sont des vues schématiques en perspective montrant l'assemblage d'un absorbeur d'énergie respectivement dans la poutre et 25 dans la platine de support du pare-chocs conforme à l'invention.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un pare-chocs désigné dans son ensemble par la référence 1 qui est monté par exemple à l'avant d'un véhicule automobile sur deux longerons 2 de la structure de ce véhicule automobile.
Le pare-chocs 1 est formé par une poutre 10 s'étendant perpendiculairement aux longerons 2 et reliée à chacune de ses extrémités à ces longerons 2 par l'intermédiaire d'un absorbeur d'énergie 20 fixé sur l'extrémité du longeron 2 correspondant au moyen d'une platine de support désignée par la référence générale 30.
D'une manière générale, la poutre 10, les absorbeurs d'énergie 20 et les platines de support 30 sont en aluminium ou en alliage d'aluminium et réalisés par extrusion. La poutre 10 après extrusion, est cintrée pour lui donner un galbe s'adaptant au style général du véhicule automobile.
Ainsi que montré à la Fig. 2, la poutre 10 est formée par un profilé à contour fermé comprenant une semelle avant 11 et une semelle arrière 12 parallèles entre elles et qui sont reliées l'une avec l'autre par une feuillure supérieure 13, une feuillure inférieure 14 et une feuillure intermédiaire 15. Ces feuillures 13, 14 et 15 sont parallèles les unes aux autres.
De plus, la semelle arrière 12 comporte un rebord supérieur 16 s'étendant parallèlement au-dessus de la feuillure supérieure 13 et ménageant avec celle-ci une gorge longitudinale 16a de montage par exemple d'un enjoliveur, non représenté. Cette semelle arrière 12 comporte aussi un rebord inférieur 17 s'étendant parallèlement au-dessous de la feuillure 14 et ménageant avec celle-ci une gorge longitudinale 17a de montage par exemple d'un enjoliveur, non représenté.
L'absorbeur d'énergie 20 représenté à la Fig.3 se compose, dans cet exemple de réalisation, par une portion de cylindre 21. Cet absorbeur d'énergie 20 est réalisé par extrusion d'un cylindre comportant deux portions de cylindre 21 formant chacune un absorbeur d'énergie 20, ces deux portions 21 étant séparées l'une de l'autre par un outil approprié.
Chaque absorbeur d'énergie 20 peut présenter une autre forme, comme par exemple une forme carrée ou présenter différentes sections.
Comme montré à la Fig. 4, chaque platine de support 30 comprend une plaque 31 de fixation sur l'extrémité du longeron 2 correspondant au moyen d'organes de vissage, non représentés, qui traversent la plaque 31 par des orifices 21. La plaque 31 est également percée d'un orifice central 33 qui est bordé sur l'une des faces de ladite plaque 31 par un rebord en saillie 34. L'orifice central 33 et le rebord en saillie 34 présentent une forme conjuguée à celle de l'absorbeur d'énergie 20. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, l'orifice central 33 est circulaire et le rebord en saillie 34 se présente sous la forme d'une portion cylindrique.
Chaque platine de support 30 est également réalisée par extrusion en formant, tout d'abord une ébauche comportant une plaque de forme correspondant sensiblement à la forme de la plaque 31 et qui comporte sur l'une de ses faces, deux membrures parallèles représentées en traits mixtes sur la Fig. 4 et désignées chacune par la référence 35. Les membrures 35 sont écartées l'une de l'autre d'une distance correspondant sensiblement au diamètre de l'orifice central 33.
Pour former la portion cylindrique 34, la base 35a de chacune des membrures 35 est découpée de la plaque 31 par un outil approprié de type connu et cette découpe est réalisée à partir des deux bords d'extrémité libres des deux membrures 35 jusqu'au centre de chacune de ces membrures, tout en ménageant au milieu desdites membrures 35, une portion 35b non découpée et qui permet de maintenir les membrures 35 et la plaque 31 reliées entre elles par cette portion de liaison.
Les deux portions libres des deux membrures 35 situées de part et d'autre de la portion de liaison 35b, sont progressivement recourbées vers le centre de la plaque 31 et selon le contour de l'orifice central 33 pour amener les bords d'extrémité des portions libres des deux membrures 35 en contact.
Ces bords d'extrémité sont reliés entre eux par une soudure et la base 35a des membrures 35 est reliée à la plaque 31 par une soudure permettant ainsi de former la portion cylindrique 34. Les soudures reliant entre eux les bords d'extrémité des membrures 35 et les soudures reliant ces portions libres des membrures 35 avec la plaque 31 sont de préférence des soudures de type MIG.
En se reportant maintenant aux Fig. 5 et 6, on va décrire la liaison d'un absorbeur d'énergie 20 respectivement avec la poutre 10 et la platine de liaison 30, la liaison de l'autre absorbeur d'énergie 20 étant identique.
D'une manière générale, l'absorbeur d'énergie 20 est relié avec la poutre 10 et la platine de support 30 par un encastrement et au moins une soudure.
L'encastrement de l'extrémité 21a du cylindre 21 formant l'absorbeur d'énergie 20 est constitué par une ouverture 18 ménagée dans la semelle arrière 12 de la poutre 10 et qui présente une forme conjuguée à cette extrémité 21a de l'absorbeur d'énergie 20. Dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, l'ouverture 18 est donc de forme circulaire (Fig. 2).
L'encastrement de l'extrémité 21a de l'absorbeur d'énergie 20 est également constitué par une découpe 19 ménagée dans la feuillure intermédiaire 15 et de forme conjuguée à la section axiale de ladite extrémité de cet absorbeur d'énergie 20. Dans le cas présent, la découpe 19 présente une forme rectangulaire, ainsi que montré sur les Figs. 2 et 5.
La solidarisation de l'absorbeur d'énergie 20 avec la poutre 10 est obtenue par un cordon de soudure 22 (Fig. 6) de préférence de type MIG, réalisé entre le pourtour de l'extrémité 21a de l'absorbeur d'énergie 20 encastrée dans la poutre 10 et le bord de l'ouverture 18 de la semelle arrière 12 de ladite poutre 10.
L'encastrement de l'extrémité opposée 21 b du cylindre 21 formant l'absorbeur d'énergie 20 dans la platine de support 30 est formé par l'orifice central 33 de la plaque 31 et par le rebord en saillie 34 ménagé sur le pourtour de cet orifice central 33 et qui forment un logement pour ladite extrémité. L'extrémité 21b de la l'absorbeur d'énergie 20 est placée à l'intérieur du rebord en saillie 34 et dans l'orifice 33 et la solidarisation entre l'absorbeur d'énergie 20 et la platine de support 30 est obtenue par un cordon de soudure 23 de préférence de type MIG, réalisé entre l'extrémité 21b disposée dans l'orifice central 33 et le bord de cet orifice 33 du côté opposé de la plaque 3 à celui comportant le rebord en saillie 34, ainsi que montré à la Fig. 6; Enfin, chaque absorbeur d'énergie 20 peut comporter des moyens d'amorçage du flambage du cylindre 21 en cas de choc et qui sont formés par exemple par au moins une gorge annulaire 24 réalisée par hydroformage.
L'encastrement des deux extrémités de chaque absorbeur d'énergie respectivement dans la poutre du pare-chocs et dans la platine de support fixée sur le longeron correspondant permet d'obtenir un assemblage de plusieurs éléments possédant de bonnes caractéristiques mécaniques de façon à garantir un maximum d'absorption d'énergie cinétique en cas de choc.
Par ailleurs, le procédé d'extrusion d'aluminium ou d'alliage d'aluminium utilisé pour réaliser l'ensemble des pièces composant le pare-chocs selon l'invention permet d'obtenir une meilleure optimisation des épaisseurs de la matière puisque ce type de procédé permet de mettre la matière là où elle est utile selon la fonction de chaque élément composant ce parechocs.
Enfin, l'utilisation d'un matériau comme l'aluminium ou un alliage d'aluminium permet de répondre aux contraintes de style, tout en optimisant au mieux la masse de l'ensemble et le coût de fabrication.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Pare-chocs pour véhicule automobile, du type comprenant une poutre (10) et au moins deux absorbeurs d'énergie (20) s'étendant perpendiculairement à la poutre (10) et reliés chacun, d'une part, à ladite poutre (10) et, d'autre part, à un longeron (2) de la structure du véhicule automobile par une platine de support (30), caractérisé en ce que la poutre (10), les absorbeurs d'énergie (20) et les platines de support (30) sont en aluminium ou en alliage d'aluminium et réalisés par extrusion et en ce que les absorbeurs d'énergie (20) sont reliés respectivement à la poutre (10) et à la platine de support (30) par un encastrement et au moins une soudure (22, 23).
2. Pare-chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre (10) est cintrée après son extrusion.
3. Pare-chocs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la poutre (10) est formée par un profilé à contour fermé comprenant une semelle avant (11) et une semelle arrière (12) parallèle à ladite semelle avant et reliées entre elles par une feuillure supérieure (13), une feuillure intérieure (14) et une feuillure intermédiaire (15), lesdites feuillures (13, 14, 15) étant parallèles les unes aux autres.
4. Pare-chocs selon la revendication 3, caractérisé en ce que la semelle arrière (12) comporte un rebord supérieur (16) s'étendant parallèlement au-dessus de la feuillure supérieure (13) et ménageant avec celle-ci une gorge longitudinale (16a) de montage d'un enjoliveur.
5. Pare-chocs selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la semelle arrière (12) comporte un rebord inférieur (17) s'étendant parallèlement au-dessous de la feuillure inférieure (14) et ménageant avec celle-ci une gorge longitudinale (17a) de montage d'un enjoliveur.
6. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'encastrement d'une extrémité (21a) de chaque absorbeur d'énergie (20) dans la poutre (10) est formé par une ouverture (18) ménagée dans la semelle arrière (12) et de forme conjuguée à cette extrémité (21a) de l'absorbeur d'énergie (20) et par une découpe (19) ménagée dans la feuillure intermédiaire (15) et de forme conjuguée à la section axiale de ladite extrémité (21a) de cet absorbeur d'énergie (20).
7. Pare-chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque platine de support (30) comporte une plaque (31) de fixation sur le 5 longeron (2) correspondant.
8. Pare-chocs selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'encastrement d'une extrémité (21b) de chaque absorbeur d'énergie (20) dans la platine de support (30) est formé par un orifice central (33) ménagé dans la plaque (31) de ladite platine de support (30) et de forme conjuguée à cette extrémité (21b) et par un rebord en saillie (34) ménagé sur le pourtour de l'orifice central (33) et formant un logement pour ladite extrémité (21b) de cet absorbeur d'énergie (20).
9. Pare-chocs selon la revendication 6, caractérisé en ce que la soudure (22) de l'absorbeur d'énergie (20) sur la poutre (10) est réalisée entre le pourtour de l'extrémité (21a) de cet absorbeur d'énergie (20) encastrée dans la poutre (10) et le bord de l'ouverture (18) de la semelle arrière (12) de ladite poutre (10).
10. Pare-chocs selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la soudure (23) de l'absorbeur d'énergie (20) sur la platine de support (30) est réalisée entre l'extrémité (21) de cet absorbeur d'énergie (20) disposée dans l'orifice central (33) de la plaque (31) de la platine de support (30) et le bord de cet orifice central (33).
11. Pare-chocs selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que chaque soudure (22, 23) est une soudure du type MIG.
12. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications précédéntes, caractérisé en ce que chaque absorbeur d'énergie (20) a la forme d'un cylindre (21).
13. Pare-chocs selon la revendication 12, caractérisé en ce que le cylindre (21) de chaque absorbeur d'énergie (20) comporte des moyens (24) 30 d'amorçage du flambage dudit cylindre (21).
14. Pare-chocs selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyens d'amorçage du flambage sont formés par au moins une gorge annulaire (24) réalisée par hydroformage.
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