FR3013285A1

FR3013285A1 - Structure de pare-chocs de vehicule et vehicule correspondant

Info

Publication number: FR3013285A1
Application number: FR1361478A
Authority: FR
Inventors: Thierry Hlubina; Christian Delord
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-05-22
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: FR3013285B1

Abstract

L'invention concerne une structure métallique de pare-chocs (1) de véhicule automobile comprenant deux éléments absorbeurs de choc (3) disposés longitudinalement et reliés par une traverse (4), chaque élément absorbeur de choc (3) comprenant des parois longitudinales (3a-3d) définissant une cavité de section fermée, caractérisée en ce qu'une plaque de renfort (10) est disposée entre chaque élément absorbeur de choc (3) et la traverse (4) et en ce que chaque plaque de renfort (10) est fixée : - à une extrémité de l'élément absorbeur de choc (3) par des cordons de soudure (11a-11d), - à la traverse (4) par des points d'assemblage (12).

Description

STRUCTURE DE PARE-CHOCS DE VEHICULE ET VEHICULE CORRESPONDANT L'invention concerne une structure de pare-chocs de véhicule et un véhicule correspondant. Une structure de pare-chocs de véhicule automobile comprend deux éléments absorbeurs de choc disposés longitudinalement et reliés par une traverse. Chaque élément absorbeur de choc peut notamment être disposé entre un longeron du véhicule et la traverse et être fixé à chacun de ces éléments. Ces éléments absorbeurs de choc, généralement appelés « crash-box », ont pour fonction de dissiper l'énergie d'un choc longitudinal en se comprimant longitudinalement. A cet effet, un élément absorbeur de choc présente en général une structure creuse de section transversale fermée dont les parois sont conformées pour se comprimer longitudinalement. Cette structure creuse peut être fixée par soudure directement sur la traverse, généralement par des cordons de soudure. Dans le cas de traverses en acier, une telle fixation par cordons de soudure implique l'utilisation d'une traverse dont l'épaisseur est au moins de lmm, plus généralement de 2mm au moins. Des traverses plus minces seraient en effet percées lors de la réalisation de la soudure. En outre, afin d'éviter un poinçonnage de la traverse par l'élément absorbeur lors d'un choc, il est nécessaire de réaliser une traverse avec une épaisseur suffisamment importante ou d'ajouter des renforts entre la traverse et l'élément absorbeur de choc. Une augmentation de l'épaisseur de la traverse augmente cependant le poids du véhicule. De plus, les renforts existants ajoutent également un poids supplémentaire sans permettre une réduction conséquente de la traverse. Ils présentent en outre souvent des formes complexes augmentant leur coût et complexifiant leur montage. Il existe donc un besoin pour réaliser une liaison entre une traverse et un absorbeur de choc qui permette de diminuer le poids de l'ensemble traverse-absorbeur de choc tout en garantissant les performances de la traverse en cas de choc. A cet effet, l'objet de l'invention concerne une structure métallique de pare-chocs de véhicule automobile comprenant deux éléments absorbeurs de choc disposés longitudinalement et reliés par une traverse, chaque élément absorbeur de choc comprenant des parois longitudinales définissant une cavité de section fermée, caractérisée en ce qu'une plaque de renfort est disposée entre chaque élément absorbeur de choc et la traverse et en ce que chaque plaque de renfort est fixée : à une extrémité de l'élément absorbeur de choc par des cordons de soudure, à la traverse par des points d'assemblage. Ce mode de fixation de la plaque de renfort à la traverse d'une part et à l'élément absorbeur de choc d'autre part, rend possible la réduction de l'épaisseur de la traverse laquelle est protégée lors des chocs par les plaques de renfort. Par exemple, chaque plaque de renfort peut avantageusement présenter une épaisseur suffisante pour permettre sa fixation par cordons de soudure à l'élément absorbeur de choc et pour ne pas être transpercée par l'élément absorbeur de choc en cas de choc. En revanche, la traverse étant fixée aux plaques de renfort par des points d'assemblage, lesquels ne sont pas des cordons de soudure, il est possible de réaliser une traverse avec une épaisseur inférieure à celle des plaques de renfort. Chaque plaque de renfort peut avantageusement présenter une surface supérieure à la section de l'extrémité de l'élément absorbeur de choc à laquelle elle est fixée, mais de préférence pas supérieure à deux fois cette section. On comprend ainsi que la plaque de renfort peut être plus épaisse que la traverse sans augmenter de manière conséquente la masse de l'ensemble traverse et éléments absorbeurs de choc. Avantageusement et de manière non limitative, les points d'assemblage peuvent être disposés entre les cordons de soudure et des bords respectifs de la plaque de renfort, lesdits points d'assemblage étant répartis sur au moins une partie de la périphérie de la plaque de renfort. Ceci permet une fixation de la plaque de renfort à la traverse après fixation de l'élément absorbeur de choc à la plaque de renfort, simplifiant ainsi la fixation de la plaque de renfort à la traverse. Les points d'assemblage peuvent par exemple être positionnés à proximité de bords opposés de la plaque de renfort, par exemple de part et d'autre de l'élément absorbeur de choc suivant la direction longitudinale de la traverse. Ceci peut être avantageux lorsque les dimensions de la traverse et de l'élément absorbeur rendent difficiles une fixation de la plaque de renfort à la traverse sur toute la périphérie de la plaque de renfort. Notamment, la répartition des points d'assemblage est de préférence régulière de part et d'autre d'un élément absorbeur de choc ou sur toute sa périphérie. Le nombre et la position des points d'assemblage peuvent être déterminés en fonction des dimensions des pièces à assembler. Par exemple, au moins quatre points d'assemblage peuvent être prévus, de préférence au moins six points d'assemblage. Les points d'assemblage peuvent être des points de fixation mécaniques, tels que rivets ou analogues, ou des points de soudure. Avantageusement, les points d'assemblage sont des points de soudure, ce qui permet de faciliter le procédé de montage de la structure de véhicule en utilisant une même technique, la soudure, pour fixer la plaque de renfort à l'absorbeur de choc et à la traverse. En outre, la soudure par points présente l'avantage de nécessiter des épaisseurs de matériaux moindres pour les pièces à assembler, ce qui permet ainsi une diminution notable de l'épaisseur de la traverse par rapport à la plaque de renfort. Au contraire, les cordons de soudure, réalisés par exemple par soudure à l'arc, nécessitent une épaisseur de matériau minimale. Ainsi, dans le cas présent, la plaque de renfort peut être plus épaisse que la traverse, mais ses dimensions étant modestes, il est possible de réduire la masse de l'ensemble de la traverse et des absorbeurs de choc. Avantageusement et de manière non limitative, la traverse, les éléments absorbeurs de choc et les plaques de renfort peuvent être en acier. Il est alors possible d'obtenir un gain de poids conséquent de la structure, en particulier lorsque les points d'assemblage sont des points de soudure. Notamment, il est possible de réaliser une traverse présentant une épaisseur d'au moins 0.65mm, notamment d'au moins 0.7mm mais inférieure à lmm, par exemple inférieure ou égale à 0.95mm. Tel que déjà mentionné, chaque plaque de renfort présente avantageusement une épaisseur suffisante pour permettre de réaliser des cordons de soudure et pour ne pas être poinçonnée lors d'un choc.

Ainsi, pour une structure métallique en acier, la plaque de renfort peut par exemple présenter une épaisseur d'au moins lmm. La plaque de renfort présente une épaisseur de préférence inférieure à 3 mm, par exemple de l'ordre de 2mm.

Les points d'assemblage de la plaque de renfort à la traverse peuvent éventuellement être des rivets ou analogue, aussi bien pour une structure de pare-chocs en acier que dans un autre métal. Toutefois, dans le cas d'une structure en acier, la soudure par points est préférée pour les raisons déjà mentionnées. Cependant, lorsque la traverse, les éléments absorbeurs de choc et les plaques de renfort sont en aluminium ou en alliage d'aluminium, il peut être avantageux d'utiliser des rivets comme points d'assemblage. Quelle que soit la matière utilisée et la nature des points d'assemblage, chaque plaque de renfort peut présenter un orifice central destiné à recevoir une douille pour un anneau de remorquage. Cela permet de positionner cette douille d'un côté ou de l'autre du véhicule selon les modèles, aussi bien à l'avant qu'à l'arrière du véhicule. De manière générale, chaque plaque de renfort est avantageusement appliquée contre une surface de la traverse, chaque plaque de renfort étant conformée pour épouser cette surface de la traverse. De préférence, chaque plaque de renfort est plane pour être appliquée contre une surface de la traverse plane, ce qui permet de simplifier à la fois la réalisation et la fixation des plaques de renfort.

Par exemple, la structure métallique de pare chocs selon l'invention peut présenter une traverse de section sensiblement en forme de U couché dont la concavité est tournée vers les éléments absorbeurs de choc. Chaque plaque de renfort est alors appliquée et fixée contre une surface interne de la traverse formant le fond de la cavité en U. L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'une structure métallique de pare-chocs selon l'invention, à l'avant et/ou à l'arrière. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de l'avant d'une structure métallique de pare-chocs de véhicule automobile selon l'invention, la figure 2 représente une vue en perspective agrandie d'une partie de la structure représentée figure 1, dans laquelle la traverse est représentée en transparence, la figure 3 est une vue en perspective de l'arrière et de dessous d'une partie de la structure représentée figure 1. Dans la présente description, les termes avant, arrière, supérieur, inférieur, font référence aux directions avant et arrière du véhicule, lorsque la structure métallique de pare-chocs est montée sur le véhicule. Les axes X, Y, Z, correspondent respectivement à l'axe longitudinal (d'avant en arrière), transversal et vertical du véhicule. Par sensiblement parallèle ou perpendiculaire, on entend une direction/un plan formant un angle d'au plus ±10° avec une direction/un plan parallèle ou perpendiculaire, notamment un angle d'au plus ±5°. La figure 1 représente une structure métallique de pare-chocs 1 de véhicule automobile 1, laquelle comprend deux éléments absorbeurs de choc 2, 3 et une traverse 4 reliant ces éléments absorbeurs de choc 2, 3. La traverse 4 représentée est une traverse extrême avant. La traverse 4 représentée présente une section sensiblement en forme de U couché dont la concavité est tournée vers les éléments absorbeurs de choc 2, 3. Elle présente ainsi une paroi de fond 4a et deux ailes 4b, 4c (figure 3). Les éléments absorbeurs de choc 2, 3 représentés dans l'exemple étant identiques, seul l'un d'eux est décrit en référence aux figures 1 à 3. Cet élément absorbeur 3 comprend quatre parois longitudinales 3a-3d : deux parois latérales 3b, 3d, une paroi supérieure 3a et une paroi inférieure 3c. Ces parois longitudinales 3a-3d définissent une cavité dont la section fermée est sensiblement en forme de quadrilatère, dans l'exemple sensiblement carrée. L'élément absorbeur 3 forme ainsi un profilé creux allongé. Les parois longitudinales 3a-3d de l'exemple présentent en outre des ondulations transversales conférant à l'élément absorbeur 3 une compressibilité longitudinale, notamment en cas de choc suivant la direction longitudinale du véhicule. L'invention n'est toutefois pas limitée à cette forme de réalisation de l'élément absorbeur de choc, toute autre conformation permettant d'obtenir une compressibilité suivant la direction longitudinale pouvant être envisagée. Dans l'exemple décrit, les parois longitudinales 3a-3d des éléments absorbeurs de choc 2, 3 définissent une cavité dont la section présente une forme générale de polygone, par exemple de quadrilatère. L'invention n'est pas non plus limitée à ce mode de réalisation. On peut notamment envisager que les parois longitudinales des éléments absorbeurs de choc définissent une cavité dont la section présente une forme générale de cercle, ovale, ellipse ou similaire. Selon l'invention, une plaque de renfort 10 est disposée entre chaque élément absorbeur de choc 2, 3 et la traverse 4 et chaque plaque de renfort 10 est fixée : à une extrémité 31 de l'élément absorbeur de choc 2, 3 par des cordons de soudure 1 la-1 lc, à la traverse 4 par des points d'assemblage 12. Ces plaques de renfort 10 étant identiques, seule l'une d'elles est décrite en référence aux figures 2 et 3. La plaque de renfort 10 représentée est une plaque plane, de surface supérieure à la section de l'extrémité 31 de l'élément absorbeur de choc 3 à laquelle elle est fixée. La plaque de renfort 10 est appliquée contre une surface plane de la traverse 4, ici contre la paroi de fond 4a de la traverse 4. La plaque de renfort 10 est fixée à l'élément absorbeur de choc 3 par des cordons de soudure 11a, 1 lb, 11c, 11d, à savoir un cordon de soudure le long d'un bord de chaque paroi longitudinale 3a-3d respectivement, de l'élément absorbeur de choc 3. Ces cordons de soudure 11a, 1 lb, 11c, 1 ld sont par exemple réalisés par soudure à l'arc.

La plaque de renfort 10 est également fixée à la traverse par des points d'assemblage 12, des points de soudure dans l'exemple représenté. Ces points de soudure 12 sont disposés de part et d'autre de l'élément absorbeur de choc 3 suivant la direction longitudinale de la traverse 4, correspondant à la direction transversale Y du véhicule.

Dans l'exemple, trois points de soudure 12 sont disposés de part et d'autre de l'élément absorbeur de choc 3, entre l'élément absorbeur de choc 3 et des bords opposés 13, 14 de la plaque de renfort 10. Ainsi, tel que visible sur la figure 3 : - trois points de soudure 12 sont disposés entre le bord 13 de la plaque de renfort 10 et la paroi longitudinale latérale 3d de l'élément absorbeur de choc 3, - trois points de soudure 12 sont disposés entre le bord 14 de la plaque de renfort 10 et la paroi longitudinale latérale 3b de l'élément absorbeur de choc 3. Lorsque la traverse 4, les éléments absorbeurs de choc 2, 3 et les plaques de renfort 10 sont en acier, il est ainsi possible de réaliser une traverse 4 d'une épaisseur d'au moins 0,65 ou 0,7mm mais inférieure à lmm et une plaque de renfort 10 d'une épaisseur supérieure, par exemple d'une épaisseur de lmm ou plus. Il est ainsi possible d'alléger l'ensemble de la structure métallique de pare-chocs sans réduire les performances de la traverse 4. Lorsque la traverse 4, les éléments absorbeurs de choc 2, 3 et les plaques de renfort 10 sont en aluminium ou en alliage d'aluminium, les plaques de renfort 10 sont avantageusement fixées par rivets à la traverse 4. Un tel agencement permet également de réduire l'épaisseur de la traverse 4, en réalisant des plaques de renfort 10 d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la traverse 4. La plaque de renfort 10 représentée comprend en outre un orifice central 15 (figure 2) destiné à recevoir une douille pour un anneau de remorquage 5 (représenté figure 1).

Enfin, l'extrémité 32 de l'élément absorbeur de choc 3, opposée à l'extrémité 31 fixée à la plaque de renfort 10, est solidaire d'une plaque de fixation 16, pour sa fixation à un élément de structure du véhicule, par exemple un longeron (non représenté). L'invention a été décrite en référence à une traverse 4 située à l'avant du véhicule. Cette traverse 4 pourrait cependant être une traverse située à l'arrière du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS1. Structure métallique de pare-chocs (1) de véhicule automobile comprenant deux éléments absorbeurs de choc (2, 3) disposés longitudinalement et reliés par une traverse (4), chaque élément absorbeur de choc (2, 3) comprenant des parois longitudinales (3a-3d) définissant une cavité de section fermée, caractérisée en ce qu'une plaque de renfort (10) est disposée entre chaque élément absorbeur de choc (2, 3) et la traverse (4) et en ce que chaque plaque de renfort (10) est fixée : à une extrémité (31) de l'élément absorbeur de choc (2, 3) par des cordons de soudure (11a-11d), à la traverse (4) par des points d'assemblage (12).
2. Structure métallique de pare-chocs (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque plaque de renfort (10) présente une surface supérieure à la section de l'extrémité (31) de l'élément absorbeur de choc (2,
3) à laquelle elle est fixée et en ce que chaque plaque de renfort (10) présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la traverse (4). 3. Structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les points d'assemblage (12) sont disposés entre les cordons de soudure (11a-11d) et des bords respectifs (13, 14) de la plaque de renfort (10), lesdits points d'assemblage (12) étant répartis sur au moins une partie de la périphérie de la plaque de renfort (10).
4. Structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les points d'assemblage (12) sont des points de soudure.
5. Structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la traverse (4), les éléments absorbeurs de choc (2, 3) et les plaques de renfort (10) sont en acier.
6. Structure métallique de pare-chocs (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la traverse (4) présente une épaisseur d'au moins 0.65mm, notamment d'au moins 0.7mm mais inférieure à lmm, par exemple inférieure ou égale à 0.95mm.
7. Structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que chaque plaque de renfort (10) présente une épaisseur d'au moins lmm.
8. Structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les points d'assemblage (12) sont des rivets.
9. Structure métallique de pare-chocs (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la traverse (4), les éléments absorbeurs de choc (2, 3) et les plaques de renfort (10) sont en aluminium ou en alliage d'aluminium.
10. Véhicule automobile équipé d'une structure métallique de pare-chocs (1) selon l'une des revendications 1 à 9 à l'avant et/ou à l'arrière.