FR2939089A1

FR2939089A1 - Pare-choc

Info

Publication number: FR2939089A1
Application number: FR0958489A
Authority: FR
Inventors: Ulrich Lutke-Bexten; Michael Roll; Elmar Mollemeier
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-06-04
Anticipated expiration: 2029-11-30
Also published as: DE102008059748A1; FR2939089B1; US20100133861A1; DE102008059748B4; US8152210B2

Abstract

L'invention concerne un pare-choc, pour véhicule automobile, comportant une traverse (2) améliorée fonctionnellement au plan de la facilité de fabrication, ayant une capacité d'absorption d'énergie augmentée, et réalisée avec deux profils longitudinaux (3,4). La traverse (2) est apte à être fixée aux longerons du châssis du véhicule automobile, et les deux profils longitudinaux (3,4) qu'elle comprend sont agencés déplaçables l'un par rapport à l'autre, et prennent appui l'un sur l'autre lors du déplacement relatif.

Description

FR 09 58489 PARE-CHOCS

L'invention se rapporte à un pare-chocs selon les mesures techniques du préambule de la revendication 1. Des pare-chocs sont intégrés de façon normalisée dans des véhicules automobiles, tant à l'avant qu'à l'arrière, pour absorber l'énergie d'impact générée lors de petites collisions, de telle sorte que la structure porteuse du véhicule proprement dite soit détériorée le moins possible. Un pare-chocs est habituellement constitué d'une traverse apte à être fixée aux longerons du châssis du véhicule automobile, dans le sens transversal, avec intégration de caissons de déformation. Ladite traverse sert à introduire l'énergie, résultant d'une collision, dans les caissons de déformation dans lesquels l'énergie d'impact doit être convertie en un travail de déformation. Le système est alors coordonné de façon telle que les caissons soient respectivement appliqués, le plus possible, au centre contre chaque longeron du véhicule ; et que l'énergie d'impact soit introduit par la traverse, avec un couple de flexion le plus modeste possible, dans les caissons et, par conséquent, sur les longerons. L'on connaît une pluralité de pare-chocs de conceptions différentes. Ainsi, de par le document US-B1-6 349 521, l'art antérieur englobe un pare-chocs muni d'une traverse rigide réalisée sous la forme d'un support creux. La section transversale varie sur la longueur de la traverse en vue de conférer, à cette dernière, un pouvoir d'absorption d'énergie élevé et adapté aux contraintes. Le brevet EP-B1-1 730 002 met en lumière un pare-chocs doté d'une traverse comportant un profilé longitudinal configuré en U et obturé par une tôle de recouvrement. La traverse, connue d'après le brevet EP-Bl-1 182 095, est composée d'une coque supérieure et d'une coque inférieure qui sont disposées avec complémentarité et sont reliées frontalement aux branches antérieures, le long des régions longitudinales se chevauchant. Le brevet EP-B1-1 495 917 traite d'un pare-chocs dont la traverse offre une région inférieure et une région supérieure, ladite région supérieure faisant saillie vers l'extérieur vis-à-vis de ladite région inférieure, et intégrant un pare-chocs. La région inférieure est rigidifiée par un renforcement. D'autres exemples de pare-chocs, 1 ou de système de pare-chocs, ressortent respectivement de la demande de brevet DE-A1-10 2007 001 966 ou DE-Al-10 2004 055 518. Outre les dispositions légales ressortissant à l'homologation, en Europe, des organisations de protection des consommateurs, telles qu'Euro-NCAP, effectuent également des évaluations de la protection des piétons offerte par des véhicules nouveaux. Il convient, de surcroît, de respecter les exigences résultant des tests de classification des assureurs [Research Council for Automobile Repairs (R CAR), Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft (GDV)]. Dans le même temps, les constructeurs d'automobiles sont confrontés aux impératifs classiques tenant à une utilisation optimale de l'espace utile, à l'aptitude au montage, à un pouvoir d'absorption d'énergie élevé et à un poids le plus modeste possible, ainsi qu'à des coûts acceptables. La polémique actuelle visant à une réduction du rejet de CO2 exige en outre, de l'industrie de l'automobile, une nouvelle posture conséquente impliquant une structure légère lors de la conception des véhicules. Néanmoins, la réduction pondérale exigée et les tests de classification des assureurs sont en contradiction mutuelle. Au cours des tests, des collisions des pare-chocs ou des systèmes de pare-chocs sont respectivement provoquées avec des obstacles à des vitesses différentes. Des traverses répondant aux tests RCAR/GDV sont fréquemment plus lourdes d'environ 20 % à 30 %, comparativement aux systèmes actuels, étant donné que des exigences géométriques minimales sont préétablies et que les supports doivent être réalisées d'une plus grande hauteur pour satisfaire aux impératifs expérimentaux. En fonction du type de véhicule, cependant, le franchissement de l'obstacle par-dessus ou par-dessous ne peut pas être empêché, ou ne peut l'être que difficilement malgré les exigences géométriques minimales. Qui plus est, la conception esthétique des véhicules interdit fréquemment un agencement structurel optimal de la traverse. En se fondant sur l'état de la technique, l'invention a pour objets une amélioration fonctionnelle d'un pare-chocs d'un type de réalisation léger, et l'accroissement du pouvoir d'absorption d'énergie dans la conception d'ensemble d'un système pare-chocs. La solution à ce problème réside, selon l'invention, en un pare-chocs selon la revendication 1. Des modes de réalisation avantageux et des développements du pare-chocs selon l'invention font l'objet des revendications dépendantes 2 à 11.

Conformément à l'invention, la traverse comprend deux profils longitudinaux agencés déplaçables l'un par rapport à l'autre et prenant appui, l'un sur l'autre, lors du déplacement relatif. De la sorte, le pare-chocs peut s'adapter au comportement sous charge dans le cas d'une collision, en particulier du fait que toute la surface antérieure d'impact, c'est-à-dire la surface pointant vers l'extérieur à partir du véhicule, augmente lors d'une collision. Chaque profil longitudinal présente un tronçon extrême libre, situé à l'extérieur par rapport au sens vertical, les tronçons extrêmes libres desdits profils s'éloignant mutuellement lors du déplacement. De manière judicieuse, lesdits profils longitudinaux se chevauchent par zones, et s'interpénètrent. Les profils longitudinaux possèdent, de préférence, une membrure et des branches se rattachant à cette dernière, lesdites branches pouvant, en particulier, présenter des longueurs différentes. Des ailes se rattachent aux extrémités des branches. Une membrure 15 marginale, pointant en direction de la membrure d'un profil, se rattache à au moins une aile. Au moins un profil longitudinal présente un tronçon profilé de section transversale configurée en S. En outre, au moins un profil longitudinal peut présenter un tronçon profilé de section transversale configurée en U. Ledit tronçon en U peut 20 également faire partie intégrante dudit tronçon en S. Ledit tronçon en S est alors constitué des branches et des ailes se rattachant à celles-ci, ainsi que d'une membrure marginale adjacente à une aile. Les profils longitudinaux peuvent tourner et/ou être déplacés verticalement l'un par rapport à l'autre. La branche d'un profil longitudinal ceinture alors, par son 25 aile et par la membrure marginale, la branche du second profil longitudinal. En cas de collision, les deux profils s'accrochent l'un dans l'autre et prennent appui par zones l'un sur l'autre. Cela permet d'adapter, en souplesse, la manière dont le pare-chocs réagit à des obstacles différents. Le pare-chocs conforme à l'invention satisfait aux exigences géométriques 30 minimales des directives expérimentales/directives conceptuelles actuelles. Des exigences fonctionnelles peuvent, de surcroît, être respectées. Il convient notamment de s'attendre à ce qu'aucun franchissement par-dessus ou par-dessous de l'obstacle n'ait lieu durant l'exécution des tests de classification des assureurs, tels que les RCAR-bumper-tests, étant donné que le profil longitudinal inférieur peut réagir en 35 souplesse à un obstacle bas.

Le pare-chocs conforme à l'invention est optimalisé en matière de collisions et en matière de poids. Il ne requiert qu'un faible espace structurel. Le comportement sous charge peut, de surcroît, être optimalisé par l'utilisation d'aciers à robustesse maximale. Qui plus est, il est possible de réaliser chaque profil en des matériaux différents, respectivement en des matériaux à robustesse et/ou ductilité différente(s). Les profils longitudinaux consistent, de préférence, en des aciers hautement résistants venus de formage à chaud et/ou à froid. Les profils longitudinaux peuvent, de plus, posséder des épaisseurs de parois différant les unes des autres. Lesdits profils peuvent présenter, sur leur longueur, une allure d'épaisseur de paroi et de section transversale variable. Les deux profils longitudinaux, constituant la traverse, sont respectivement rattachés et rapportés frontalement sur un caisson de déformation, par leurs extrémités. L'assemblage a notamment lieu par des techniques de soudage. Grâce au profilage des profils longitudinaux de la traverse du pare-chocs, ce dernier garantit une bonne absorption d'énergie, également en présence de faibles épaisseurs de parois. La subdivision de ladite traverse en deux profils longitudinaux accroît la flexibilité du pare-chocs lors de la collision avec des obstacles différents. Cela tient, en premier lieu, au fait qu'un profil longitudinal peut coulisser et tourner vis-à-vis de l'autre profil en cas de collision.

L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue frontale en perspective d'un pare-chocs ; la figure 2 est une vue par-derrière d'un tronçon dudit pare-chocs ; la figure 3 est une vue fragmentaire par-derrière du pare-chocs de la figure 2, avec coupe en perspective dans le plan III-III ; la figure 4 montre la fixation entre une extrémité d'un pare-chocs et un caisson de déformation ; la figure 5 est une illustration, à échelle agrandie, de la fixation selon la figure 4 ; la figure 6 est une vue par-derrière d'un autre exemple de réalisation d'un pare-chocs ; et la figure 7 est une élévation, en perspective, d'une traverse selon la figure 1. La figure 1 montre un pare-chocs 1 observé dans la direction de sa face 35 antérieure tournée à l'opposé du véhicule automobile. Seule une traverse 2 dudit pare-chocs 1 est illustrée, pour offrir une meilleure vue d'ensemble. Comme exposé ci-après, ladite traverse 2 est scindée en deux profils longitudinaux 3, 4 s' interpénétrant. La figure 2 représente une région partielle de la traverse 2, observée dans la direction de sa face postérieure tournée vers le véhicule automobile. Considérés sur leur étendue longitudinale, les deux profils longitudinaux 3, 4 offrent des configurations différentes. Néanmoins, une observation des figures 2 et 3 atteste clairement que les deux profils 3, 4 pénètrent l'un dans l'autre d'une manière particulière. Tant le profil 3 supérieur, que le profil 4 inférieur, comportent une membrure postérieure respective 5, 6 sur laquelle des branches 7, 8, 9, 10 s'étendent respectivement en direction de la face antérieure de la traverse 2. Lesdites branches 7, 8, 9, 10 peuvent être de réalisations différemment longues sur leur profondeur mesurée dans la direction horizontale. Ainsi, la profondeur/longueur desdites branches 7, 8, 9, 10 peut varier en fonction de la position d'un plan de coupe passant par la traverse 2. Des ailes 11, 12, 13, 14, contiguës aux extrémités des branches 7, 8, 9, 10 s'étendant pour l'essentiel horizontalement, sont coudées vis-à-vis desdites branches 7, 8, 9, 10. Des coudes supplémentaires peuvent être prévus suite à la présence d'une membrure marginale 15 se rattachant à au moins une aile 12 et pointant en direction de la membrure 5. Cela se traduit par un tracé de section transversale en S.

La figure 3 illustre une région partielle de la traverse 2 représentée sur la figure 2. Ladite figure met respectivement en lumière, par une coupe transversale, l'interpénétration ou le chevauchement de tronçons extrêmes 16, 17 des profils longitudinaux 3, 4. Le tronçon extrême inférieur 16 du profil 3, supérieur dans le plan du dessin, est en prise avec le tronçon extrême supérieur 17 du profil 4 inférieur dans ledit plan. Ledit tronçon 16 dudit profil 3 est formé par la structure ouverte vers l'arrière, sensiblement en U, matérialisée par la branche 7 inférieure, par l'aile 12 attenante et par la membrure marginale 15 orientée dans la direction de la membrure 5. De manière identique, le tronçon 17 du profil 4 est formé par la branche 8 supérieure et par l'aile 13 attenante.

Dans la forme de réalisation présentement illustrée, le profil longitudinal 3 supérieur possède un tronçon profilé 18 de section transversale configurée en S qui comprend ainsi, obligatoirement, deux bombements sortants ouverts tantôt vers la face antérieure, tantôt vers la face postérieure de la traverse 2. Un tronçon profilé configuré en U, supérieur dans le plan du dessin, est désigné par 19. De manière analogue, le profil longitudinal 4 inférieur présente un tronçon profilé 20 en U qui est ouvert vers la face antérieure.

L'interpénétration du tronçon extrême 16 du profil longitudinal 3 supérieur, et du tronçon extrême supérieur 17 du profil longitudinal 4 inférieur, résulte d'un chevauchement entre la branche 8 dudit profil inférieur 4 et la membrure marginale 15 dudit profil supérieur 3.

La section transversale des profils longitudinaux 3, 4 peut varier sur la longueur de la traverse 2. Dans cet exemple, la largeur B1, B2 des membrures 5, 6 varie. Une épaisseur de paroi S desdits profils 3, 4 peut semblablement varier. Les figures 4 et 5 illustrent la liaison d'une extrémité d'une traverse avec un caisson de déformation 21. Les profils longitudinaux 3, 4 de la traverse 2 sont, de préférence, soudés audit caisson 21. Le profil 4 inférieur est agencé avec faculté de coulissement dans la direction verticale V vis-à-vis du profil 3 supérieur, en cas d'impact, et peut également effectuer, dans le même temps, un mouvement rotatoire R par rapport audit profil 3 supérieur. Lors d'une collision, toute la surface d'impact augmente d'une distance A (figure 5), dans la direction V du coulissement, en fonction de la longueur de l'aile 12 qui ceinture la branche 8 du profil longitudinal 4 inférieur ; et en fonction de la longueur de l'aile 13 se rattachant à ladite branche 8. Pour le cas où le véhicule automobile vient heurter un obstacle B uniquement par la surface d'impact de l'aile 14 dudit profil inférieur 4, ledit profil 4 effectue une rotation R autour de ladite aile 13 après ou pendant le coulissement dans la direction V. L'agencement apparié de la branche 8 avec l'aile 13 du profil 4 inférieur, et de la membrure marginale 15 avec l'aile 12, est alors réalisé de manière analogue à une articulation à glissière agissant par rotation. La traverse s'en trouve, de la sorte, mieux adaptée à différentes situations de collision. Cela peut être amélioré davantage encore en choisissant, par exemple, des matériaux flexibles ou cédant à la torsion pour constituer les profils longitudinaux. La figure 6 montre une variante de réalisation d'une traverse 2A. Dans ce cas, le profil longitudinal 22 inférieur présente un tronçon profilé 23 de section transversale configurée en S, tandis que le profil longitudinal 24 supérieur présente un tronçon profilé 25 de section transversale configurée en U. Un tronçon extrême supérieur 26 dudit profil 22 inférieur ceinture, frontalement, la branche 27 du tronçon extrême 28 dudit profil 24 supérieur. Cela équivaut quasiment à la variante inversée par rapport à la figure 1. La figure 7 est une élévation latérale d'une traverse 2. Le profil longitudinal 4 inférieur est alors illustré avec décalage vis-à-vis du profil longitudinal 3 supérieur. Au moyen de la membrure marginale 15 attenante à l'aile 12 de la branche 7, le profil 3 supérieur ceinture, par l'avant, la branche 8 du profil 4 inférieur qui est munie de l'aile 13. Les ailes 11, 14 des profils supérieur 3 et inférieur 4, respectivement situées à l'extérieur, remplissent la fonction d'une surface d'impact. Lors d'une rotation R du profil 4 inférieur par rapport au profil 3 supérieur, des tronçons extrêmes extérieurs 29, 30, présentant les ailes associées 11, 14 et les surfaces d'impact de ces dernières, s'éloignent l'un de l'autre ; la traverse est, dans une certaine mesure, ouverte par écartement. La figure 7 met, par ailleurs, en évidence la manière dont les largeurs des membrures peuvent varier fortement. La largeur B1, B3 de la membrure 5 du profil longitudinal 3 supérieur croît, par zones, au moins du facteur 2, tandis que la largeur 1 o B2, B4 de la membrure 6 du profil longitudinal 4 inférieur varie moins fortement dans la même région.

Liste des références numériques et alphanumériques 1 pare-chocs 15 2 traverse 2A traverse 3 profil longitudinal supérieur de la traverse 4 profil longitudinal inférieur de la traverse 5 membrure postérieure du profil supérieur 20 6 membrure postérieure du profil inférieur 7 branche de membrure postérieure 8 branche de membrure postérieure 9 branche de membrure postérieure branche de membrure postérieure 25 11 aile contiguë à une branche 12 aile contiguë à une branche 13 aile contiguë à une branche 14 aile contiguë à une branche membrure marginale sur une aile du profil longitudinal supérieur 30 16 tronçon extrême du profil longitudinal supérieur 17 tronçon extrême du profil longitudinal inférieur 18 tronçon profilé configuré en S sur le profil supérieur 19 tronçon profilé configuré en U sur le profil supérieur tronçon profilé configuré en U sur le profil inférieur 35 21 caisson de déformation 22 profil longitudinal inférieur de la traverse 23 tronçon profilé configuré en S sur le profil inférieur 24 profil longitudinal supérieur de la traverse 25 tronçon profilé configuré en U sur le profil supérieur 26 tronçon extrême du profil inférieur 27 branche de tronçon extrême 28 tronçon extrême du profil supérieur 29 tronçon extrême extérieur du profil supérieur 30 tronçon extrême extérieur du profil inférieur

lo A distance de variation de la surface d'impact B obstacle B I largeur de membrure B2 largeur de membrure B3 largeur de membrure 15 B4 largeur de membrure S épaisseur de paroi des profils longitudinaux R rotation V direction verticale de coulissement

Claims

REVENDICATIONS- 1. Pare-chocs destiné à un véhicule automobile et présentant une traverse (2 ; 2A) apte à être fixée transversalement par rapport aux longerons du châssis dudit véhicule, pare-chocs caractérisé par le fait que ladite traverse (2 ; 2A) comprend deux profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) agencés déplaçables l'un par rapport à l'autre et prenant appui, l'un sur l'autre, lors du déplacement relatif.
2. Pare-chocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) peuvent tourner l'un par rapport à l'autre.
3. Pare-chocs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) sont déplaçables verticalement l'un par rapport à l'autre.
4. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque profil longitudinal (3, 4) présente un tronçon extrême extérieur libre (30, 31), et les tronçons extrêmes libres (30, 31) des profils longitudinaux (3, 4) s'éloignent mutuellement lors du déplacement.
5. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) se chevauchent par zones, et s' interpénètrent.
6. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'au moins un profil longitudinal (3 ; 22) présente un tronçon profilé (18 ; 23) de section transversale configurée en S.
7. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'au moins un profil longitudinal (3, 4 ; 24) présente un tronçon profilé 25 (19, 20 ; 25) de section transversale configurée en U.
8. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que chaque profil longitudinal (3, 4) possède une membrure (5, 6) et deux branches (7, 8, 9, 10) se rattachant à cette dernière.
9. Pare-chocs selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les 30 branches (7, 8, 9,
10) sont de longueurs différentes. 10. Pare-chocs selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que des ailes (11, 12, 13, 14) se rattachent aux extrémités des branches (7, 8, 9, 10).
11. Pare-chocs selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'une membrure marginale (15), se rattachant à au moins une aile (12), pointe en direction 35 de la membrure (5).
12. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) consistent en des matériaux différents.
13. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, 5 caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4 ; 22, 24) possèdent des épaisseurs de parois différant les unes des autres.
14. Pare-chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les profils longitudinaux (3, 4) sont rapportés sur un caisson de déformation (21) par leurs extrémités.