FR2926280A1

FR2926280A1 - Element de renfort lateral pour bloc avant de vehicule automobile et vehicule automobile equipe d'un tel element

Info

Publication number: FR2926280A1
Application number: FR0850266A
Authority: FR
Inventors: Kevin Massif; Romain Grosset
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2009-07-17
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: FR2926280B1

Abstract

Cet élément (3) de renfort latéral est destiné à être fixé sur la structure de caisse d'un véhicule automobile (1) au niveau d'une paroi latérale (4) d'un bloc avant (2) du véhicule (1 ). L'élément de renfort (3) est de forme allongée et destiné à s'étendre, selon la direction longitudinale (X) du véhicule (1), entre un pied de montant avant (6) du véhicule (1) adjacent à la paroi latérale (4) et une extrémité avant (21) du bloc avant (2), avec l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3) dirigé sensiblement parallèlement à la direction longitudinale (X). L'élément de renfort (3) comporte une première (31 ) et une deuxième (33) parties d'extrémité, la première partie (31 ) étant rigide et destinée à être fixée sur le pied avant (6) dans le prolongement d'un profilé (8) de bandeau longitudinal d'une porte du véhicule (1) montée sur le pied avant (6), alors que la deuxième partie (33) est déformable en compression selon la direction de l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3) et destinée à être disposée au voisinage de l'extrémité avant (21 ) du bloc avant (2).

Description

ELEMENT DE RENFORT LATERAL POUR BLOC AVANT DE VEHICULE AUTOMOBILE ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL ELEMENT

La présente invention a trait à un élément de renfort latéral destiné à être fixé sur la structure de caisse d'un véhicule automobile au niveau d'une paroi latérale d'un bloc avant du véhicule et à un véhicule automobile comprenant un tel élément de renfort.

Dans le domaine automobile, il est connu d'équiper le bloc avant d'un véhicule avec des éléments de renfort latéraux destinés à assurer une transmission efficace des efforts résultant d'un choc frontal sur le véhicule à l'ensemble de la structure de caisse du véhicule. De tels éléments de renfort visent essentiellement à faire transiter les efforts issus d'un choc frontal rapidement vers l'arrière de la structure de caisse du véhicule, de manière à préserver l'espace d'habitacle et à protéger les passagers du véhicule. De manière classique, les éléments de renfort latéraux d'un véhicule automobile sont conçus pour faire passer les efforts issus d'un choc frontal à travers le soubassement et à travers les montants de baie du véhicule. En particulier, JP-A- 04063775 décrit un élément de renfort latéral du bloc avant d'un véhicule automobile présentant une forme de V, les branches du V étant prévues pour être fixées sur un pied de montant avant du véhicule au voisinage, respectivement, du longeron et du montant de baie correspondants, de sorte que les efforts résultant d'un choc frontal sont canalisés dans ces deux voies d'effort. Toutefois, une telle configuration du bloc avant d'un véhicule, qui privilégie la transmission des efforts dans le soubassement et les montants de baie, impose une inertie importante de la structure de caisse du véhicule, notamment du soubassement et des montants de baie, afin d'obtenir une transmission des efforts dans ces deux voies d'efforts suffisamment efficace pour empêcher le recul du pied avant du véhicule, préserver l'espace d'habitacle et limiter le risque de désolidarisation des portes latérales du véhicule par rapport à la structure de caisse. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un élément de renfort latéral destiné à équiper un bloc avant de véhicule automobile, cet élément de renfort permettant de sauvegarder efficacement l'espace d'habitacle du véhicule lors d'un choc frontal, tout en limitant le risque de désolidarisation des portes latérales du véhicule, sans nécessiter une masse importante de la structure de caisse du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de renfort latéral destiné à être fixé sur la structure de caisse d'un véhicule automobile au niveau d'une paroi latérale d'un bloc avant du véhicule, cet élément de renfort étant de forme allongée et destiné à s'étendre, selon la direction longitudinale du véhicule, entre un pied de montant avant du véhicule adjacent à la paroi latérale et une extrémité avant du bloc avant, avec l'axe longitudinal de l'élément de renfort dirigé sensiblement parallèlement à la direction longitudinale, l'élément de renfort comportant une première et une deuxième parties d'extrémité, caractérisé en ce que la première partie est rigide et destinée à être fixée sur le pied avant dans le prolongement d'un profilé de bandeau longitudinal d'une porte du véhicule montée sur le pied avant, alors que la deuxième partie est déformable en compression selon la direction de l'axe longitudinal de l'élément de renfort et destinée à être disposée au voisinage de l'extrémité avant du bloc avant. Selon d'autres caractéristiques avantageuses d'un élément de renfort selon l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la première partie est de forme allongée, l'axe longitudinal de la première partie étant destiné à être sensiblement aligné avec l'axe longitudinal du profilé de bandeau de porte en configuration fixée de l'élément de renfort sur la structure de caisse du véhicule ; - la deuxième partie est de forme allongée et a une structure ondulée, formée par une succession de nervures et de creux transversaux, juxtaposés selon la direction de l'axe longitudinal de l'élément de renfort ; - la deuxième partie a une section transversale en U, chaque nervure et chaque creux s'étendant sur toute la section transversale de la deuxième partie, depuis le bord d'une paroi formant une aile du U jusqu'au bord de la paroi opposée formant l'autre aile du U ; - la deuxième partie a une longueur, selon la direction de l'axe longitudinal de l'élément de renfort, égale à la distance maximale acceptable de recul du bloc moteur du véhicule en direction du pied avant ; - les première et deuxième parties sont reliées l'une à l'autre par une partie centrale comportant une portion destinée à s'étendre en direction du soubassement du véhicule en configuration fixée de l'élément de renfort sur la structure de caisse du véhicule ; -l'élément de renfort est formé par une pièce de tôl mise en forme par emboutissage ; - l'élément de renfort a une section transversale en SI sur toute sa longueur, les pattes latérales du SI formant des pattes de fixation de l'élément de renfort sur la paroi latérale.

L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un élément de renfort tel que décrit ci-dessus, fixé sur la structure de caisse du véhicule au niveau de chaque paroi latérale précitée du bloc avant du véhicule. De manière avantageuse, chaque élément de renfort du véhicule est fixé entre la structure de caisse latérale du bloc avant et une face externe de la paroi latérale correspondante du bloc avant. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un élément de renfort et d'un véhicule automobile conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'une paroi latérale droite d'un bloc avant d'un véhicule automobile équipé d'un élément de renfort conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de l'élément de renfort de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective, partielle et à plus grande échelle, de l'élément de renfort des figures 1 et 2 ; et - la figure 4 est une vue selon la flèche IV de la figure 3. Sur la figure 1 est représentée une paroi latérale 4 appartenant au bloc avant 2 d'un véhicule automobile 1, qui, dans cet exemple, est une paroi de renfort d'un pied de montant avant 6 du véhicule 1. Telle que représentée sur la figure 1, la paroi 4 est une paroi latérale droite du bloc avant 2, cette paroi étant vue du côté de sa face 4C externe par rapport au véhicule 1. Dans ce qui suit, on étudie uniquement les éléments latéraux droits du bloc avant 2 du véhicule 1, étant entendu que la structure des éléments latéraux gauches du bloc avant 2 peut être déduite de celle des éléments latéraux droits par symétrie axiale par rapport à un axe longitudinal médian du véhicule 1. On note X une direction longitudinale arrière-avant du véhicule 1, Y une direction transversale droite-gauche du véhicule 1 et Z une direction verticale bas-haut du véhicule 1. La paroi 4 s'étend, selon la direction verticale Z du véhicule 1, entre le longeron 7 droit du soubassement du véhicule 1 et le montant de baie 9 droit du véhicule 1, en regard de la structure de caisse du bloc avant 2 du véhicule. Un bord avant 4A de la paroi 4 délimite en partie un volume VI de passage de roue, alors qu'un bord arrière 4B de la paroi 4 délimite en partie un volume V2 de réception d'une porte latérale droite du véhicule 1. Sur la figure 1, seul un profilé 8 de bandeau longitudinal, ou profilé de frise, de la porte latérale droite du véhicule 1 a été représenté. Le profilé 8 est un élément de la porte latérale qui relie les portions avant et arrière de la porte, au-dessous de la vitre de la porte. La paroi 4 est recouverte en partie, du côté de sa face interne 4D, par une doublure d'aile 5 qui se prolonge, vers l'avant du véhicule 1, au-delà du bord avant 4A de la paroi 4 et délimite la partie supérieure du volume VI de passage de roue. La paroi 4 et la doublure d'aile 5 sont formées par des pièces de tôle mises en forme par emboutissage et solidarisées l'une avec l'autre par soudage. Le véhicule 1 comprend également un élément 3 de renfort latéral du bloc avant 2 du véhicule, fixé sur la structure de caisse du véhicule 1 au niveau de chaque paroi latérale 4 du véhicule. Comme expliqué précédemment, seul l'élément de renfort 3 droit du bloc avant 2 est représenté sur les figures. Cet élément de renfort 3 est de forme allongée et prévu pour être fixé sur la structure de ce bloc 2, contre la face externe 4C de la paroi 4 et la face externe 5C de la doublure d'aile 5. Lorsqu'il est fixé sur la structure du bloc 2, l'élément de renfort 1 s'étend, comme montré sur la figure 1, entre le pied avant 6 du véhicule 1 et l'extrémité avant 21 du bloc avant 2. L'axe longitudinal A3 de l'élément de renfort 3 est alors sensiblement parallèle à la direction longitudinale X du véhicule 1. Comme visible plus particulièrement sur les figures 3 et 4, l'élément de renfort 3 présente sur toute sa longueur une section transversale en SI formée par une portion principale 37 en U et deux pattes latérales 39. L'élément de renfort 3 est propre à être fixé sur les faces externes 4C et 5C de la paroi 4 et de la doublure d'aile 5 au niveau des pattes latérales 39, par exemple par soudage, avec l'ouverture de la portion principale 37 en U obturée par la paroi 4 et la doublure d'aile 5. L'élément de renfort 3 est formé par une pièce de tôle mise en forme par emboutissage. L'élément de renfort 3 comporte une partie arrière 31, destinée à être fixée sur le pied avant 6 dans le prolongement du profilé 8 de bandeau longitudinal de porte du véhicule 1. La partie arrière 31 est de forme allongée et centrée sur un axe longitudinal A31 incliné par rapport à l'axe longitudinal moyen A3 de l'élément de renfort 3. L'angle a d'inclinaison de l'axe A31 par rapport à l'axe A3 est choisi de telle sorte que, lorsque l'axe A3 est parallèle à la direction longitudinale X du véhicule 1, l'axe A31 est sensiblement aligné avec l'axe longitudinal A8 du profilé 8 de bandeau de porte. La partie arrière 31 présente une bonne rigidité et une bonne résistance en compression selon les directions des axes A3 et A31.

L'élément de renfort 3 comporte également une partie avant 33, destinée à être disposée au voisinage de l'extrémité avant 21 du bloc avant 2 du véhicule 1. La partie avant 33 est de forme allongée et centrée sur l'axe longitudinal moyen A3 de l'élément de renfort 3. La partie avant 33 est apte à être déformée en compression selon la direction de l'axe A3, sous l'effet d'un effort de compression appliqué sur l'extrémité avant 33A de la partie avant 33 en direction de la partie arrière 31, comme montré par la flèche F de la figure 1. Un tel effort de compression F peut notamment résulter d'un choc frontal du véhicule 1 contre un obstacle non représenté. La compressibilité de la partie avant 33 est obtenue grâce à une structure ondulée de la partie 33, formée par une succession de nervures 34 et de creux 36, dirigés transversalement par rapport à l'axe longitudinal A3 de la partie avant 33 et juxtaposés de manière alternée selon la direction de cet axe. Plus précisément, chaque nervure 34 et chaque creux 36 s'étend sur toute la section transversale en U de la portion principale 37 de l'élément de renfort 3, à la fois dans la paroi 371 de fond et dans les parois 372 formant les ailes du U, depuis le bord 372A d'une paroi d'aile 372 jusqu'au bord 372B de la paroi d'aile 372 opposée. Un tel agencement des nervures 34 et des creux 36 de la partie avant 33 de l'élément de renfort 3 garantit une compressibilité maximale de la partie avant 33, ainsi qu'un écrasement axial prévisible et stable de la partie avant 33, sous l'effet de l'effort de compression F. En particulier, grâce aux nervures 34 et creux 36 alternés de la partie avant 33, qui s'étendent sur toute la section en U de la portion principale 37, c'est- à-dire dans les deux directions Y et Z en configuration fixée de l'élément de renfort 3 sur la structure de caisse du véhicule 1, la déformation en compression de la partie avant 33 est purement axiale et parallèle à la direction longitudinale X du véhicule 1. Lors d'un choc frontal intervenant sur le véhicule 1, la partie avant 33 est ainsi apte, au fur et à mesure de sa compression axiale, à guider le recul du bloc moteur du véhicule 1 parallèlement à la direction longitudinale X du véhicule. La partie avant 33 présente une longueur L33, selon la direction de l'axe A3, ajustée pour être égale à la distance maximale acceptable de recul du bloc moteur du véhicule 1 en direction du pied avant 6, qui est par exemple la distance maximale de recul du bloc moteur autorisée pour l'homologation du véhicule 1.

A l'arrière de la partie avant 33 déformable, l'élément de renfort 3 comporte une partie centrale 35 rigide, qui relie les parties arrière 31 et avant 33 l'une avec l'autre. La partie centrale 35 présente une épaisseur e35, selon la direction verticale Z du véhicule 1 en configuration fixée de l'élément de renfort 3 sur la structure de caisse du véhicule, supérieure aux épaisseurs respectives e3, et e33, selon la même direction Z, des parties arrière 31 et avant 33. En particulier, la partie centrale 35 comporte une excroissance 391, formée par l'une des pattes latérales 39 de l'élément de renfort 3 à section en S2, qui est destinée à s'étendre, en configuration fixée de l'élément de renfort 3 sur la structure de caisse du véhicule 1, en direction du longeron 7 du véhicule. La partie centrale 35 permet, grâce à son épaisseur e35 supérieure aux épaisseurs des parties arrière 31 et avant 33, d'éviter le flambement de l'élément de renfort 3 à la jonction entre les parties 31 et 33 inclinées l'une par rapport à l'autre, sous l'effet de l'effort de compression F. En outre, la portion 391 dirigée vers le longeron 7 du véhicule 1 permet la transmission, vers le soubassement du véhicule 1, d'une partie des efforts de choc transitant dans la partie centrale 35 de l'élément de renfort 3. La partie 35 comprend en outre un élément 351 de rigidification obtenue par déformation de la portion principale 37. Il est procédé à la mise en forme de cet élément de rigidification 351 au moyen d'un procédé d'emboutissage de l'élément de renfort 3. L'élément de rigidification comprend ainsi une nervure supérieure 352 de liaison des parties avant 33 et arrière 31, une nervure inférieure 353 d'orientation vers le longeron 7, qui s'étend sensiblement en continuité de ligne de l'excroissance 391, ainsi qu'une nervure 354 de liaison des parties arrière de chacune des deux nervures précédemment mentionnées. Les trois nervures forment ainsi un triangle de rigidification apte à transmettre l'effort d'un choc vers la partie arrière 31 ainsi que vers l'élément 351 de l'élément de renfort 3. La forme en triangle des nervures 352, 353 et 354 ainsi que leur longueur sont déterminées pour augmenter le tarage, c'est-à-dire le niveau d'effort admissible par la pièce 3 sans déformation de celle-ci, afin de transmettre l'effort en gardant sa géométrie. La structure de l'élément de renfort 3 conforme à l'invention permet d'obtenir à la fois une absorption d'une partie des efforts résultant d'un choc frontal sur le véhicule 1, grâce à la partie avant 33 déformable en compression parallèlement à la direction longitudinale X du véhicule 1, et une transmission efficace des efforts résiduels de chocs, non absorbés lors de la déformation de la partie avant 33, vers le profilé 8 de bandeau de porte et vers le soubassement du véhicule 1, grâce aux parties arrière 31 et centrale 35 qui présentent une rigidité importante. L'absorption d'une partie des efforts de chocs par compression de la partie avant 33 de l'élément de renfort 3 permet de réduire les efforts qui transitent dans la structure de caisse du véhicule 1, de sorte qu'il est possible de diminuer la masse de cette structure de caisse. La structure ondulée de la partie avant 33, prévue sur toute la section en U de la portion principale 37 de l'élément de renfort 3, est particulièrement avantageuse car elle permet d'obtenir une compressibilité et une stabilité de fonctionnement optimales de la partie avant 33 lors d'un choc frontal sur le véhicule 1. En particulier, la partie avant 33 est propre à guider le recul du bloc moteur du véhicule 1 en direction du pied avant 6, parallèlement à la direction longitudinale X du véhicule 1, grâce à sa déformation en compression purement axiale. L'adaptation de la longueur L33 de la partie avant 33 de l'élément de renfort 3 permet en outre de maîtriser la distance de recul du bloc moteur lors d'un choc frontal sur le véhicule 1 et de maintenir cette distance de recul au-dessous d'une limite maximale autorisée.

De plus, le positionnement de la partie arrière 31, qui présente une rigidité importante, dans le prolongement du profilé 8 de bandeau de porte permet une transmission privilégiée des efforts résiduels de choc, non absorbés par déformation de la partie avant 33 lors d'un choc frontal sur le véhicule 1, dans la porte latérale du véhicule plutôt que dans le montant de baie 9. En effet, du fait de la rigidité importante de la partie arrière 31, les efforts résiduels de choc sont transmis précocement dans la porte, avant qu'ils ne montent dans le montant de baie 9. Une partie des efforts résiduels de choc est également dirigée vers le soubassement du véhicule, à travers la portion 391 de la partie centrale 35. La transmission des efforts résiduels de choc, de manière préférentielle et précoce, dans la porte et le soubassement du véhicule 1, plutôt que dans le montant de baie 9, permet de prévoir une section réduite de ce montant de baie 9. Une telle section réduite de chaque montant de baie 9 du véhicule 1 est particulièrement avantageuse pour satisfaire aux exigences de visibilité dans l'habitacle du véhicule et aux contraintes de style, qui visent à renforcer l'impression d'espace d'un passager installé dans l'habitacle. La rigidité importante des parties arrière 31 et centrale 35 de l'élément de renfort 3 garantit un passage efficace des efforts résiduels de choc, après compression de la partie avant 33, vers le profilé 8 de bandeau de porte et le soubassement du véhicule 1. Ainsi, même lorsque ces efforts résiduels de choc sont importants, leur transmission efficace dans ces deux voies d'effort limite le recul du pied avant 6 du véhicule et supprime le risque de désolidarisation de la porte par rapport à la structure du véhicule. Grâce au recul maîtrisé du bloc moteur en direction du pied avant 6 lors d'un choc frontal sur le véhicule 1, garanti par un dimensionnement approprié de la partie avant 33 compressible, le véhicule 1 conforme à l'invention assure la sauvegarde de l'espace d'habitacle du véhicule et la sécurité des passagers en cas de choc frontal sur le véhicule. Enfin, la structure de l'élément de renfort 3, qui associe une partie avant 33 compressible et une partie arrière 31 rigide, est obtenue de manière simple par emboutissage d'une tôle. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. En particulier, la structure ondulée de la partie avant 33 de l'élément de renfort 3 peut être différente de celle représentée sur les dessins. Le nombre, la forme et l'orientation des nervures 34 et creux 36 de la partie avant 33 peuvent ainsi être différents de ceux montrés sur les figures. De plus, l'extrémité avant 33A de la partie avant 33 peut être fermée, et non ouverte comme montré sur les figures.

Claims

REVENDICATIONS

1. Elément (3) de renfort latéral destiné à être fixé sur la structure de caisse d'un véhicule automobile (1) au niveau d'une paroi latérale (4) d'un bloc avant (2) du véhicule, cet élément de renfort (3) étant de forme allongée et destiné à s'étendre, selon la direction longitudinale (X) du véhicule (1), entre un pied de montant avant (6) du véhicule (1) adjacent à la paroi latérale (4) et une extrémité avant (21) du bloc avant (2), avec l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3) dirigé sensiblement parallèlement à ladite direction longitudinale (X), cet élément de renfort (3) comportant une première (31) et une deuxième (33) parties d'extrémité, caractérisé en ce que la première partie (31) est rigide et destinée à être fixée sur le pied avant (6) dans le prolongement d'un profilé (8) de bandeau longitudinal d'une porte du véhicule (1) montée sur le pied avant (6), alors que la deuxième partie (33) est déformable en compression selon la direction de l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3) et destinée à être disposée au voisinage de l'extrémité avant (21) du bloc avant (2).

2. Elément de renfort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (31) est de forme allongée, l'axe longitudinal (A31) de la première partie (31) étant destiné à être sensiblement aligné avec l'axe longitudinal (A3) du profilé (8) de bandeau de porte en configuration fixée de l'élément de renfort (3) sur la structure de caisse du véhicule (1).

3. Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la deuxième partie (33) est de forme allongée et a une structure ondulée, formée par une succession de nervures (34) et de creux (36) transversaux, juxtaposés selon la direction de l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3).

4. Elément de renfort selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième partie (33) a une section transversale en U, chaque nervure (34) et chaque creux (36) s'étendant sur toute la section transversale de la deuxième partie (33), depuis le bord (372A) d'une paroi (372) formant une aile du U jusqu'au bord (372B) de la paroi (372) opposée formant l'autre aile du U.

5. Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (33) a une longueur (L33),selon la direction de l'axe longitudinal (A3) de l'élément de renfort (3), égale à la distance maximale acceptable de recul du bloc moteur du véhicule (1) en direction du pied avant (6).

6. Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première (31) et deuxième (33) parties sont reliées l'une à l'autre par une partie centrale (35) comportant une portion (391) destinée à s'étendre en direction du soubassement (7) du véhicule (1) en configuration fixée de l'élément de renfort (3) sur la structure de caisse du véhicule (1).

7. Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est formé par une pièce de tôle (3) mise en forme par emboutissage.

8. Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une section transversale en Q. sur toute sa longueur, les pattes latérales (39) du Q. formant des pattes de fixation de l'élément de renfort (3) sur la paroi latérale (4).

9. Véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend un élément de renfort (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, fixé sur la structure de caisse du véhicule (1) au niveau de chacune desdites parois latérales (4) du bloc avant (2) du véhicule.

10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque élément de renfort (3) est fixé entre la structure de caisse latérale du bloc avant (2) et une face externe (4C) de la paroi latérale (4) correspondante du bloc avant (2).