FR3055277B1 - Paroi de vehicule protegee par des elements gonfles par un gaz. - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur une paroi du véhicule composée par la combinaison d'une cloison rigide interne (1) réalisée en panneaux composites possédants des caractéristiques élevées de rigidité et de légèreté, et d'autre part par des éléments externes (2), gonflés par un gaz, qui ont pour fonction de répartir en temps et en surface les effet d'un choc consécutif à un accident afin d'éviter que cette cloison(1) ne soit endommagée. Les dispositions selon l'invention permettent de construire des véhicules ultra légers dotés de capacités de résistance aux chocs comparables au standards des véhicules modernes.

Description

Cette invention concerne la construction des véhicules terrestres, particulièrement dans le domaine de la sécurité passive et celui de P'allègement des structures. Le concept de carrosserie gonflées par un gaz a déjà fait l'objet de plusieurs publications, mais celles- ci ne répondent pas aux buts de protection et d'allégement de la structure proposés par cette invention.

Dans la référence CN102307775 , on trouve une armature rigide(fig3) composée de cadres(20), à l'intérieur desquelles sont fixés des coussins gonflés de forme plate (21). Outre que ces cadres restent eux mêmes grandement exposés aux chocs et que ceci réclame donc de les réaliser avec un surcroît de résistance compensant l’absence de paroi rigide continue, il faut alors prendre en compte pour cette solution la résultante des tensions (23') des enveloppes souples des coussins qui soumet ces cadres à une force démultipliée par rapport à une force d'impact (23).

Dans la référence US8465086 on décrit un usage d'éléments gonflables en remplacement d'éléments de carrosserie conventionnel, sans aucun détail sur la mise en forme et la fixation de ces éléments.

Dans la référence CN102795269 on décrit un usage quasi exclusif de l'élément gonflable en guise de carrosserie d'un quadricycle à propulsion musculaire, mais sans préciser ni la façon dont il est fabriqué ni comment il est fixé à l'ensemble. Compte tenu des forces importantes et imprévisibles mise en jeu dans une collision, ce genre de coussin ne constitue pas une vraie protection pour les occupants de ce véhicule .

Le but de protection de ce type de paroi latérale objet de l'invention est atteint grâce à l'association d'une part d'un élément externe (2) gonflé par un gaz sous pression et réalisés, par exemple et de manière non exhaustive en matière textile peu extensible, ou en laminé armé de fibres, étanche par nature ou par ajout de vessies internes, et d'autre part d'une cloison rigide interne (1).

Cette cloison rigide interne (1) fait partie d'un ensemble nommé cellule d'habitacle interne du véhicule (1'). La structure cloisonnée de ces éléments externe (2) gonflés par un gaz sous pression leur confère une forme qui épouse celle de la cloison (1) et le positionnement particulier de leur liens avec la cellule d'habitacle interne (1') permet, durant un éventuel choc, d'éviter à la cellule d'habitacle interne (1'), réalisée dans un matériaux composite très rigide, d'importantes contraintes induites alors par une élévation brutale de la tension sur l'enveloppe de ces éléments externe (2). Ainsi agencé cet ensemble se trouve capable de résister davantage qu'une structure rigide conventionnelle en acier, pour un poids plusieurs fois inférieur .

Ces éléments externes (2) gonflés par un gaz forment un périmètre (2')autour de la cellule d'habitacle interne (1') et sont structurés par un grand nombre de membranes de cloisonnement (7) (fig4), reliant solidement la membrane interne (3) à la membrane externe (4). La membrane interne (3) épouse la forme de la cloison interne rigide(l) en matériaux composite formant la cellule de l'habitacle(l'), et la membrane externe (4) délimite la forme extérieure du véhicule. L'espacement (8) de ces membrane de cloisonnement(7) est inférieur à la moitié de l'épaisseur (9) de l'élément externe (2) gonflés par un gaz. Les cavités définies par ces différentes membranes sont soit étanches dans un mode de réalisation, ou dans un autre mode de réalisation, doublées par des vessies internes assurant cette étanchéité. Le gaz présent entre chaque cavité ne communique avec d'autres cavités que à travers des orifices très réduits nécessités par un système collectif d'ajustement de la pression. Dans certaines partie du véhicule, il existe des groupes de cavités dont la pression interne est différente de celle existant dans d'autre parties du véhicule.

Afin que les éléments externes (2) gonflés par un gaz puissent en cas de choc subir des déformations sans transmettre de contraintes autres que la surpression du gaz causée par ce choc, leurs points de fixation (10), répondent à des règles précises.

Les éléments externes (2)gonflés par un gaz sont fixés à la caisse rigide (1) par des fixations (10) positionnées à environ la moitié de la hauteur de cette caisse rigide (1).

Ils est en outre défini comme ouverture (11) les zones d'interruption dans la continuité de la paroi de la cellule de l'habitacle (l')(figure 2). On évite de placer de part et d'autres de ces ouvertures (11) des points de fixation (10), et on place donc là une fixation dans une zone centrale (14) de ces portions de paroi surplombée par des ouverture.

Ces fixations suffisamment résistantes en service normal sont susceptibles de se rompre si un choc important produit une cambrure prononcée en une partie de l’élément souple (2).

Pour éviter les forces d'enserrement de la cellule par les parties gonflées (2), ces dernières ont un périmètre intérieur extensible grâce à des échancrures d'angles(16) sur toute leur hauteur(fig2).

En plus des fixations (10), les parties gonflées sont stabilisée par des reliefs (15) sur la caisse rigide, qui les empêchent de glisser verticalement.

Dans un but d’esthétique et de protection des agressions extérieures, ces parties gonflées (2) reçoivent des revêtement externes de finition (19); par exemple et de façon non exhaustive des coques en polycarbonate de faible épaisseur ou des revêtements textiles enduits et extensibles . La encore, il n'y a pas de contrainte directe sur la cellule d'habitacle (1'), ces revêtements (19) sont fixés seulement aux éléments (2).

La figure 1 montre la paroi rigide (1) doublée de l'élément gonflable (2).

La figure 2 montre un mode de réalisation d'une cellule d'habitacle (1') et son pourtour gonflable (2'). L'emplacement des fixations du pourtour gonflable se trouve représenté ainsi que les zone d'ouverture (11).

La figure 3 montre les contraintes crées par un coussin gonflable sur un cadre tubulaires dans le cas des brevets qui proposent de réaliser un véhicule selon cette technique.

La figure 4 représente le détail d'un fragment de la structure de ces élément gonflable (2) et de leur revêtement (19).

Dans un mode de réalisation, on a construit un tricycle électrique léger sur la base d'un châssis caisse en composite nid d'abeille et carbone-époxy. L'habillage gonflable est réalisé en dacron de 500g/m2. L' épaisseur (9) de ce pourtour gonflable (2') est de 22cm dans les parties latérales et frontales, il intègre 14 membranes de cloisonnement (7) au mètre, verticales et encadrants des vessies de formes adaptées en PEHD soudé.

Ces vessies ont des dimensions légèrement supérieures à celles des cavités délimitées par les cloisons. Par des tubes fins elles sont connectés à un répartiteur alimenté par une petite pompe qui fourni un supplément destiné à compenser d'éventuelles pertes de pression. La pression de gonflage varie selon les emplacements de 2bar à 0,8 bar .

Une cornière (15) évite tout glissement vertical vers le bas des éléments (2).Les fixations (10) sont dans cette réalisation, constituées par des liens en polyamide venants de la cloison rigide interne (1) et reliés à des collerettes placées derrières la membrane interne (3).Les liens permettent un maintien ferme et durable mais ils s'étirent et se rompent facilement sous l'effet d'un effort excessif.

Tout les autres éléments sont issues de techniques connues et éprouvées.

Le véhicule ainsi construit associe la sobriété énergétique permise par sa légèreté à une bonne résistance au choc lors d'un éventuel accident.

Claims (6)

1. Revendications 1) Paroi de véhicule légère et résistante composée de panneaux composites rigides (1), constituants la cellule d’habitacle interne (1’), et dont les surfaces sont doublées par des éléments externes (2), gonflés par un gaz, et réalisés en matière textile non extensible, ou en laminés armés de fibres, étanches par nature ou par ajout de vessies internes, caractérisé en ce que les éléments (2) sont constitués d’une membrane interne (3) épousant la forme externe de la cellule d'habitacle (Γ), d'une membrane externe (4) délimitant la forme extérieure du véhicule et que ces membrane(3) et (4), sont solidement reliés entre elles par des membranes de cloisonnement internes (7) avec entre elles un espacement (8) inférieur à la moitié de l'épaisseur (9) de ces éléments (2).
2. 2) Paroi selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments externes (2) gonflés par un gaz, sont fixés ponctuellement à la cellule d'habitacle interne du véhicule (Γ) par des liens (10) situés à mi-hauteur de cette cellule (Γ) et sans encadrer les ouvertures (11).
3. 3) Paroi selon la revendication 3 caractérisé en ce que les liens (10) sont réalisés en polyamide et peuvent se rompre dans le cas d'un choc violent.
4. 4) Paroi selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extérieur du véhicule reçoit une enveloppe de finition (19) fixée uniquement aux éléments (2).
5. 5) Paroi selon la revendication 1 caractérisé en ce que le périmètre (2') des éléments externes (2), comportent dans les angles internes et sur toute leur hauteur des échancrures (16) afin de ne pas créer de contrainte d'enserrement sur la cellule d'habitacle interne du véhicule (Γ) par les parties gonflées(2).
6. 6) Véhicule comportant une paroi selon l'une quelconque des revendications de 1) à 5).