EP1487671A1 - Poutre pare-chocs avec absorbeur d'energie pour vehicule automobile - Google Patents

Poutre pare-chocs avec absorbeur d'energie pour vehicule automobile

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Publication number
EP1487671A1
EP1487671A1 EP03738200A EP03738200A EP1487671A1 EP 1487671 A1 EP1487671 A1 EP 1487671A1 EP 03738200 A EP03738200 A EP 03738200A EP 03738200 A EP03738200 A EP 03738200A EP 1487671 A1 EP1487671 A1 EP 1487671A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bumper beam
profile
beam according
casing
absorber housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03738200A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sébastien GUINEHUT
Jérôme LESTAVEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Thermique Moteur SA
Original Assignee
Valeo Thermique Moteur SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Thermique Moteur SA filed Critical Valeo Thermique Moteur SA
Publication of EP1487671A1 publication Critical patent/EP1487671A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1813Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/186Additional energy absorbing means supported on bumber beams, e.g. cellular structures or material
    • B60R2019/1873Cellular materials

Definitions

  • the invention relates to a bumper beam intended in particular to form part of a front face of a motor vehicle.
  • bumper beam which can be called “hybrid beam”, since it is formed from a hybrid material from a profile, with an open section.
  • Bumper beams of this type consist of a metal section with open section, generally in the form of a C, forming an insert. This profile is overmolded and / or reinforced with a molding material, usually a possibly reinforced plastic material.
  • Current vehicles receive a front face, that is to say a structural element capable of integrating various vehicle equipment, such as headlights, turn signals, horn, heat exchange module, etc.
  • the front panel thus provided with its equipment, constitutes a unitary module prepared and delivered by the supplier, and ready to be mounted on the vehicle by the manufacturer.
  • the mounting of this unitary module is done by connection to lateral structural elements of the vehicle, such as side rails, wings, hulls, then fitting of a bumper attached to the module.
  • the front face usually receives the bumper beam on which is subsequently mounted the "bumper proper, also called frontal shield.
  • the front panel module must meet crash test (crash resorter) requirements, namely not to deform the structure of the vehicle, minimize the damage to components and thus reduce repair costs. In addition, this module must ensure the safety of the occupants and that of the pedestrians.
  • the front face and the bumper beam constitute essential elements which participate respectively in the structure of the vehicle and of the module and in its protection.
  • the bumper beam has several roles. It must participate in the structure of the vehicle and protect the passengers of the vehicle in the event of an impact with an external obstacle, as well as the equipment of the vehicle, in particular in order to reduce the cost of repairs in the event of an accident. Conversely, the function of the bumper beam is to reduce the aggressiveness of the vehicle, in particular towards pedestrians, by absorbing the impact energy as much as possible so as to minimize the seriousness of the injuries inflicted on them.
  • these absorber boxes generally consist of deformable elements which are intended to absorb the energy of a frontal impact.
  • the assembly thus formed by the bumper beam and the absorber boxes constitutes a heavy and bulky assembly which becomes difficult to accept in modern vehicles which are more and more compact.
  • an energy-absorbing deformation element intended for the protection of a motor vehicle body. This element consists of a bumper which is connected to the side members of the vehicle by means of a housing filled with aluminum foam.
  • the object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
  • a bumper beam of the hybrid type, which is capable of being associated with at least one absorber housing to form an assembly having high performance with regard to low weight and reduced bulk.
  • the invention provides a bumper beam of the type defined in the introduction, which comprises at least one absorber housing integrated into the bumper beam, which is housed at least partly in the open section of the profile and which comprises a envelope suitable for being filled with a metallic foam having energy absorbing properties.
  • absorber occupies at least partially the free volume defined in the open section of the profile, this makes it possible to reduce the size, in particular in the longitudinal direction, of the assembly constituted by the hybrid beam and the absorber housing. It is thus possible, with constant bulk, compared to known solutions, to increase the impact resistance performance.
  • the profile is advantageously a metal section with a general section in the form of a C or U forming an insert which is overmolded and / or reinforced by a molding material by a technique of hybridization of the material of the profile and of the molding material.
  • hybridization technique is intended to denote any technique which makes it possible to closely associate a molding material, generally a plastic material, with an insert, most often metallic, thus eliminating any fixing or mounting operation. .
  • HLE high elastic limit steel
  • a plastic material advantageously chosen from thermoplastics and thermosetting materials is used, with or without reinforcement.
  • the plastic material is chosen from polyamides, in particular polyamide-6, and polypropylenes.
  • the plastic it is advantageous to reinforce it with an appropriate material, in particular with glass fibers.
  • the molding material forms stiffening ribs in the open section of the profile. This contributes to the mechanical strength of the beam.
  • the envelope of the absorber housing is advantageously made of a molding material. It is preferably the same material as that defined above for the bumper beam.
  • this envelope in another material, for example steel.
  • the envelope of the absorber housing is overmolded and / or connected to the material of the profile.
  • the material of the envelope is the same as the molding material overmolded on the bumper beam.
  • the shell of the absorber box is completely integrated into the bumper beam by hybridization.
  • the envelope of the absorber housing is fixed in the open section of the profile. It follows that the envelope of the absorber housing is not necessarily made of the same molding material as that which is overmolded on the profile.
  • the envelope of the absorber housing is advantageously integrated into an element ' of the front face. This means, in other words, that the envelope can be produced with this element of the front face by a molding technique, possibly with hybridization.
  • the envelope of the absorber housing is advantageously produced in the form of a hollow section of generally rectangular section, in particular square, which has a first end attached to the bumper beam and a second end suitable for being fixed to the vehicle structure, in particular at the end of a longitudinal beam.
  • the casing of the housing is capable of being filled, at least in part, with a metallic foam endowed with absorbent properties.
  • the casing of the housing is overmolded on this metal foam.
  • an aluminum foam in particular aluminum of the 6000 or 300 series, is preferred.
  • Figure 1 is a view of a bumper beam and absorber housing assembly according to the invention mounted on a front panel module of a motor vehicle;
  • Figure 2 is a partial perspective view of a bumper beam and absorber housing assembly according to a first embodiment of the invention;
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the assembly of Figure 2 showing the attachment of the absorber housing to a front face of a motor vehicle;
  • FIG. 4 is a perspective view of an absorber housing integrated with a front face element in a second embodiment of the invention;
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the assembly of Figure 4, the assembly being equipped with the bumper beam and being fixed to the vehicle structure;
  • FIG. 6 is partial rear views of different bumper beams showing different configurations of stiffening ribs.
  • the element shown comprises a bumper beam 10 constituted by a hollow profile, in the general shape of a C or of a U, in which is housed at least partially an absorber housing 12. It as a result, the overall size L of the assembly in the longitudinal direction of the absorber housing is slightly greater than the length of the absorber housing.
  • the absorber unit 12 is fixed to the structure of a motor vehicle, here at the end of a lower spar 14, on which is also fixed a front face module 15.
  • the bumper beam 10 is intended to receive a bumper 17, also called a front shield.
  • FIGS. 2 and 3 describe a first embodiment of the invention.
  • the bumper beam 10 is a hybrid beam which integrates the absorber box 12.
  • the beam 10 comprises a section 16 with an open section in the general shape of C.
  • This profile 16, which forms an insert, comprises a generally vertical core 18 extended by two wings, namely an upper wing 20 substantially horizontal and a lower wing 22 substantially horizontal.
  • This profile 16 thus delimits a hollow space in which is housed at least partially the absorber box 12, as seen in Figures 2 and 3.
  • the profile 16 is advantageously made of steel, in particular of high elastic limit steel (HLE). This steel profile is overmolded and / or reinforced with a molding material
  • the absorber housing 12 comprises a casing 30 which, in the example, is produced in the form of a hollow section of generally rectangular section bounded by a lower face 32, an upper face 34 and two lateral faces 36.
  • This casing is, in the example, also produced in the same molding material as that which is overmolded on the metal profile.
  • the casing 30 and the inner 26 and outer 28 coatings of the profile form an assembly which is molded and integrated into the profile by a hybridization technique.
  • the molding material forms stiffening ribs inside the open section of the profile.
  • These ribs here comprise horizontal ribs 35 and vertical ribs 37.
  • horizontal ribs 39 connect the faces 36 of the casing 30.
  • the interior of the envelope can advantageously be filled, at least in part, with a metal foam 38 which is, in the example, aluminum foam.
  • a metal foam 38 which is, in the example, aluminum foam.
  • the envelope 30 is overmolded on the metal foam 38.
  • the casing 30 thus has a first end 40 which is housed inside the open section of the profile and a second end 42 which ends in an open face and which is intended to be fixed at the end of a spar 14.
  • a support plate 44 on which two spaced wings 46 depend (only one is visible in FIG. 3) clipping inside the faces 36 of the casing 30.
  • the plate 44 is fixed at the end of the side member 14 by screws 48 which pass through the thickness of the plate 44.
  • the plate 44 traps the core 50 of an element 52 of a front panel module.
  • the casing 30 of the absorber housing 12 is integrated into an element 54 forming part of a front panel module.
  • This element 54 comprises a shaped core 56, from which extends the casing 30 in the form of a profile with a generally rectangular section.
  • This core 56 is extended by different arms, in particular by two upper arms 58 and 60 which will not be described in detail.
  • the core 56 is pierced with four holes 62 ( Figure 5) for its attachment to the end of a profile 14 with the interposition of a fixing plate 44 similar to that described in Figure 3.
  • the element 54 and the envelope 30 of the absorber housing constitute a one-piece assembly produced by a hybridization technique.
  • This element 54 may include a metal insert overmolded by a molding material which forms different parts of the structure and in particular the casing 30.
  • FIG. 5 shows, in exploded view, the fixing of the element 54 on the beam 14 with interposition of the plate 44.
  • the envelope 30 is similar to that of the previous embodiment. It comprises an end 40 which is housed in the open section of the beam and an opposite end 42 which is connected at the end of the beam. However, in this embodiment, the end 42 is made in one piece with the element 54.
  • the beam 12 which comes to cap the end 40 can be fixed to the latter by any suitable means, for example with the interposition of a fixing plate similar to the plate 44 described above.
  • the bumper beam 10 has, inside its open section, a housing 68 for receiving the end 40 of the casing 30 of the absorber housing.
  • the stiffening ribs are oblique ribs 70.
  • the interior of the open section of the beam is reinforced by vertical ribs 72.
  • This provides a beam assembly, bumper with absorber which has high performance with regard to its weight and size.
  • the plastic material used for molding is advantageously a polyamide, in particular polyamide-6, or a polypropylene. This plastic material is advantageously reinforced with glass fibers.
  • a PA 6 GF 30 or a PP GF 30 is used.
  • the metal profile forming an insert must have an optimized geometry since an optimal inertia of the section is desirable to minimize deflection.
  • Examples 1 and 2 are examples comparatives concerning bumper beams not in accordance with the invention, while example 3 relates to a bumper beam according to the invention.
  • Example 1 steel bumper beam
  • a steel bumper beam is produced from a closed section profile fixed to the side members of the vehicle, which include conventional absorber boxes.
  • the beam As a result, 58% of energy is absorbed by the beam and 42% by the beams which include the absorber boxes.
  • the weight of the beam is 5.7 kilograms.
  • Example 2 Aluminum bumper beam with aluminum absorber boxes
  • a bumper beam is produced from a closed section aluminum profile. This profile is fixed to the side members of the vehicle by means of aluminum absorber boxes. The weight of the beam is 2.7 kg and the two absorber boxes 1.08 kg.
  • the energy absorbed by the beam is 4100 joules, that absorbed by the absorber boxes 5230, the total being 9330 joules.
  • the dimensions of the absorber box are 130 x 70 x 60 mm (in the X, Y and Z directions).
  • the weight of the beam here is 2.5 kilograms.
  • the bumper beam is here in accordance with the invention.
  • the energy absorbed by the beam is 1320 joules, that absorbed by the absorber box is 8040 joules, that absorbed by the ribs by 240 joules, the total being 9600 joules.
  • the dimensions of the absorber box are 190 x 60 x 70 mm (in the X, Y and Z directions).
  • Aluminum is an aluminum from the 6000-7000 series.
  • the thickness of the metal insert can vary between 0.7 and 1.2 mm depending on the characteristics of the steel.
  • an aluminum foam of different densities can be used.
  • the beam with absorbent boxes filled with aluminum foam absorbs 1.6, 2.5 and 3 times more energy than the beam alone for densities of 0.2, 0.3 and 0.4 g / cm respectively 3 .
  • the intrusion is reduced by 37%, 50% and 58% for densities of 0.2, 0.3 and 0.4 g / cm 3 respectively .
  • the invention thus finds an application to motor vehicles.

Abstract

Une poutre pare-chocs (10), destinée en particulier à une face avant de véhicule automobile, est formée d'une matière hybride et comprend un profilé (16) à section ouverte. Elle comprend au moins un boîtier absorbeur (12) intégré à la poutre pare-chocs, ce boîtier étant logé au moins en partie dans la section ouverte du profilé (16) et comprenant une enveloppe (30) garnie d'une mousse métallique (38) ayant des propriétés d'absorption d'énergie.

Description

RFR0060
Poutre pare-chocs avec absorbeur d' énergie pour véhicule automobile
L'invention se rapporte à une poutre pare-chocs destinée en particulier à faire partie d'une face avant de véhicule automobile .
Elle concerne plus particulièrement une poutre pare-chocs, que l'on peut appeler «poutre hybride», étant donné qu'elle est formée d'une matière hybride à partir d'un profilé, à section ouverte .
On connaît déjà des poutres pare-chocs de ce type qui sont constituées d'un profilé métallique à section ouverte, généralement en forme de C, formant insert. Ce profilé est surmoulé et/ou renforcé par une matière de moulage, habituellement une matière plastique éventuellement renforcée.
Les véhicules actuels reçoivent une face avant, c'est-à-dire un élément de structure susceptible d'intégrer divers équipements du véhicule, tels que projecteurs, clignotants, avertisseur sonore, module d'échange de chaleur, etc.
La face avant, ainsi pourvue de ses équipements, constitue un module unitaire préparé et livré par l'équipementier, et prêt à être monté sur le véhicule par le constructeur. Le montage de ce module unitaire se fait par raccordement à des éléments de structure latéraux du véhicule, tels que longerons, ailes, coques, puis mise en place d'un pare-chocs rapporté sur le module .
Pour cela, la face avant reçoit habituellement la poutre pare- chocs sur laquelle est monté ultérieurement le "pare-chocs proprement dit, encore appelé bouclier frontal. Le module de face avant doit satisfaire à des exigences d'essais anti-collision (essais «crash Danner») , à savoir ne pas déformer la structure du véhicule, minimiser 1 ' endommagement des composants et ainsi réduire les coûts de réparation. D'autre part, ce module doit assurer la sécurité des occupants et celle des piétons.
La face avant et la poutre pare-chocs constituent des éléments indispensables qui participent respectivement à la structure du véhicule et du module et à sa protection.
La poutre pare-chocs a plusieurs rôles. Elle doit participer à la structure du véhicule et protéger les passagers du véhicule en cas de choc avec un obstacle extérieur, ainsi que les équipements du véhicule, notamment afin de réduire le coût des réparations en cas d'accident. Inversement, la poutre pare- chocs a pour fonction de diminuer l'agressivité du véhicule, notamment envers les piétons, en absorbant autant que possible l'énergie du choc de manière à minimiser la gravité des blessures infligées à ces derniers.
Il existe déjà des normes qui réglementent les caractéristiques des poutres pare-chocs et, à l'avenir, ces normes vont devenir encore plus strictes.
Il est connu de fixer la poutre pare-chocs à la structure du véhicule en interposant généralement deux boîtiers absorbeurs de chocs ou d'énergie («crashbox» en anglais) .
Dans les réalisations connues, ces boîtiers absorbeurs sont généralement constitués par des éléments déformables qui sont destinés à absorber l'énergie d'un choc frontal. Toutefois, l'ensemble ainsi formé par la poutre pare-chocs et les boîtiers absorbeurs constitue un ensemble lourd et encombrant qui devient difficilement acceptable dans les véhicules modernes qui sont de plus en plus compacts. On connaît aussi, d'après le document DE 195 02 307, un élément de déformation absorbeur d'énergie destiné à la protection d'une carrosserie de véhicule automobile. Cet élément est constitué d'un pare-chocs qui est relié aux longerons du véhicule par l'intermédiaire d'un boîtier rempli d'une mousse d'aluminium.
Là encore, cet ensemble est particulièrement lourd et encombrant .
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités .
Elle vise en particulier à réaliser une poutre pare-chocs, du type hybride, qui est susceptible d'être associée à au moins un boîtier absorbeur pour former un ensemble possédant des performances élevées eu égard à un faible poids et un encombrement réduit .
C'est encore un but de l'invention de proposer une telle poutre pare-chocs qui peut être facilement intégrée à une face avant de véhicule automobile.
L'invention propose à cet effet une poutre pare-chocs du type défini en introduction, laquelle comprend au moins un boîtier absorbeur intégré à la poutre pare-chocs, qui est logé au moins en partie dans la section ouverte du profilé et qui comprend une enveloppe apte à être garnie d'une mousse métallique ayant des propriétés d'absorption d'énergie.
Du fait que le boîtier . absorbeur vient occuper au moins en partie le volume libre défini dans la section ouverte du profilé, ceci permet de diminuer l'encombrement, notamment dans la direction longitudinale, de l'ensemble constitué par la poutre hybride et le boîtier absorbeur. Il est ainsi possible, à encombrement constant, par rapport aux solutions connues, d'augmenter les performances de résistance aux chocs.
Inversement, il est possible, en réduisant l'encombrement par rapport aux solutions connues, d'obtenir des performances comparables à ce qui était obtenu avec des ensembles beaucoup plus encombrants et beaucoup plus lourds.
Dans l'invention, le profilé est avantageusement un profilé métallique à section générale en forme de C ou de U formant insert qui est surmoulé et/ou renforcé par une matière de moulage par une technique d'hybridation de la matière du profilé et de la matière de moulage.
Par l'expression «technique d'hybridation», on entend désigner toute technique qui permet d'associer étroitement une matière de moulage, généralement une matière plastique, à un insert, le plus souvent métallique, supprimant ainsi toute opération de fixation ou de montage.
On obtient des performances particulièrement intéressantes avec un profilé en acier, en particulier en acier à haute limite élastique (HLE) .
Comme matière de moulage, on utilise avantageusement une matière plastique choisie parmi les matières thermoplastiques et les matières thermodurcissables, avec ou sans renfort. De préférence, la matière plastique est choisie parmi les polyamides, en particulier le polyamide-6, et les polypropylènes .
Quant à la matière plastique, il est avantageux de la renforcer par une matière appropriée, en particulier par des fibres de verre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la matière de moulage forme des nervures de .rigidification dans la section ouverte du profilé. Ceci contribue à la résistance mécanique de la poutre.
L'enveloppe du boîtier absorbeur est avantageusement réalisée en une matière de moulage. Il s'agit de préférence de la même matière que celle définie précédemment pour la poutre pare- chocs .
Cependant, il est aussi possible de réaliser cette enveloppe dans une autre matière, par exemple en acier.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, l'enveloppe du boîtier absorbeur est surmoulée et/ou reliée à la matière du profilé. Il en résulte que la matière de l'enveloppe est la même que la matière de moulage surmoulée sur la poutre pare-chocs. En pareil cas, l'enveloppe du boîtier absorbeur est complètement intégrée à la poutre pare-chocs par hybridation.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'enveloppe du boîtier absorbeur est fixée dans la section ouverte du profilé. Il en résulte que l'enveloppe du boîtier absorbeur n'est pas obligatoirement réalisée dans la même matière de moulage que celle qui est surmoulée sur le profilé.
Dans cette deuxième ι( forme de réalisation de l'invention, l'enveloppe du boîtier absorbeur est avantageusement intégrée dans un élément 'de la face avant. Cela signifie, en d'autres termes, que l'enveloppe peut être réalisée avec cet élément de la face avant par une technique de moulage, éventuellement avec hybridation.
Quelle que soit la forme de réalisation, l'enveloppe du boîtier absorbeur est avantageusement réalisée sous la forme d'un profilé creux de section générale rectangulaire, notamment carrée, qui présente une première extrémité rattachée à la poutre pare-chocs et une deuxième extrémité propre à être fixée à la structure du véhicule, en particulier en bout d'un longeron longitudinal .
Comme indiqué précédemment, l'enveloppe du boîtier est apte à être remplie, au moins en partie, par une mousse métallique douée de propriétés absorbantes.
Il est avantageux que l'enveloppe du boîtier soit surmoulée sur cette mousse métallique.
Parmi les mousses métalliques utilisables, on préfère une mousse en aluminium, en particulier en aluminium de la série 6000 ou 300.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue d'un ensemble poutre pare-chocs et boîtier absorbeur selon l'invention monté sur un module de face avant de véhicule automobile ; la Figure 2 est une vue partielle en perspective d'un ensemble poutre pare-chocs et boîtier absorbeur selon une première forme de réalisation de l'invention ;
- la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de la Figure 2 montrant la fixation du boîtier absorbeur sur une face avant de véhicule automobile ; - la Figure 4 est une vue en perspective d'un boîtier absorbeur intégré à un élément de face avant dans une deuxième forme de réalisation de l'invention ;
- la Figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de la Figure 4, l'ensemble étant équipé de la poutre pare-chocs et étant fixé sur la structure du véhicule ; et
- les Figures 6, 7 et 8 sont des vues arrière partielles de différentes poutres pare-chocs montrant différentes configurations de nervures de rigidification.
Sur la vue schématique de la Figure 1, l'élément représenté comprend une poutre pare-chocs 10 constituée par un profilé creux, en forme générale de C ou de U, dans lequel vient se loger au moins en partie un boîtier absorbeur 12. Il en résulte que l'encombrement global L de l'ensemble dans la direction longitudinale du boîtier absorbeur est légèrement supérieur à la longueur du boîtier absorbeur.
Le boîtier absorbeur 12 est fixé à la structure d'un véhicule automobile, ici en extrémité d'un longeron inférieur 14, sur laquelle est aussi fixée un module de face avant 15.
La poutre pare-chocs 10 est destinée à recevoir un pare-chocs 17, encore appelé bouclier frontal.
On se réfère maintenant aux Figures 2 et 3 pour décrire une première forme de réalisation de l'invention.
Dans cette forme de réalisation, la poutre pare-chocs 10 est une poutre hybride qui intègre le boîtier absorbeur 12. La poutre 10 comprend un profilé 16 à section ouverte en forme générale de C . Ce profilé 16, qui forme insert, comprend une âme 18 généralement verticale prolongée par deux ailes, à savoir une aile supérieure 20 sensiblement horizontale et une aile inférieure 22 sensiblement horizontale. Ce profilé 16 délimite ainsi un espace creux dans lequel est logé au moins en partie le boîtier absorbeur 12, comme on le voit aux Figures 2 et 3.
Le profilé 16 est avantageusement réalisé en acier, en particulier en acier à haute limite élastique (HLE) . Ce profilé en acier est surmoulé et/ou renforcé par une matière de moulage
24 qui forme un revêtement extérieur 26 sur le profilé et un revêtement intérieur 28.
Le boîtier absorbeur 12 comprend une enveloppe 30 qui, dans l'exemple, est réalisée sous la forme d'un profilé creux de section générale rectangulaire limité par une face inférieure 32, une face supérieure 34 et deux faces latérales 36. Cette enveloppe est, dans l'exemple, réalisée aussi dans la même matière de moulage que celle qui est surmoulée sur le profilé métallique.
De cette manière, l'enveloppe 30 et les revêtements intérieur 26 et extérieur 28 du profilé forment un ensemble qui est moulé et intégré au profilé par une technique d'hybridation.
Comme montré à la Figure 2, la matière de moulage forme à l'intérieur de la section ouverte du profilé des nervures de rigidification. Ces nervures comprennent ici des nervures horizontales 35 et des nervures verticales 37. Par ailleurs, des nervures horizontales 39 relient les faces 36 de l'enveloppe 30.
Comme illustré à la figure 3, l'intérieur de l'enveloppe pourra être avantageusement rempli, au moins en partie, par une mousse métallique 38 qui est dans l'exemple une mousse d'aluminium. A ce titre, on utilise avantageusement de l'aluminium de la série 6000, par exemple AA6061, ou de la série 300, par exemple A356. De façon avantageuse, l'enveloppe 30 est surmoulée sur la mousse métallique 38.
L'enveloppe 30 possède ainsi une première extrémité 40 qui est logée à l'intérieur de la section ouverte du profilé et une deuxième extrémité 42 qui se termine par une face ouverte et qui est destinée à être fixée en bout d'un longeron 14. Pour assurer cette fixation, on utilise avantageusement, comme montré à la Figure 3, une plaque support 44 dont dépendent deux ailes espacées 46 (une seule est visible sur la Figure 3) venant se clipper à l'intérieur des faces 36 de l'enveloppe 30. La plaque 44 est fixée en bout du longeron 14 par des vis 48 qui traversent l'épaisseur de la plaque 44. Avantageusement, la plaque 44 emprisonne au montage l'âme 50 d'un élément 52 d'un module de face avant.
Dans la forme de réalisation des Figures 4 et 5, l'enveloppe 30 du boîtier absorbeur 12 est intégrée à un élément 54 faisant partie d'un module de face avant. Cet élément 54 comprend une âme conformée 56, à partir de laquelle s'étend l'enveloppe 30 en forme de profilé à section générale rectangulaire. Cette âme 56 se prolonge par différents bras, en particulier par deux bras supérieurs 58 et 60 qui ne seront pas décrits en détail.
L'âme 56 est percée de quatre trous 62 (Figure 5) pour sa fixation en bout d'un profilé 14 avec interposition d'une plaque de fixation 44 analogue à celle décrite à la Figure 3. L'élément 54 et l'enveloppe 30 du boîtier absorbeur constituent un ensemble monobloc réalisé par une technique d'hybridation. Cet élément 54 peut comporter un insert métallique surmoulé par une matière de moulage qui forme différentes parties de structure et notamment l'enveloppe 30.
Ainsi, lorsque l'élément 54 est fixé en bout du longeron 14 avec interposition de la plaque 44, le boîtier absorbeur se trouve solidarisé au longeron. La Figure 5 montre, en vue éclatée, la fixation de l'élément 54 sur le longeron 14 avec interposition de la plaque 44.
L'enveloppe 30 est analogue à celle de la forme de réalisation précédente. Elle comprend une extrémité 40 qui est logée dans la section ouverte de la poutre et une extrémité opposée 42 qui est reliée en bout du longeron. Toutefois, dans cette forme de réalisation, l'extrémité 42 est réalisée monobloc avec l'élément 54. La poutre 12 qui vient coiffer l'extrémité 40 peut être fixée à celle-ci ar tout moyen approprié, par exemple avec interposition d'une plaque de fixation analogue à la plaque 44 décrite précédemment .
Dans la forme de réalisation de la Figure 6, la poutre pare- chocs 10 comporte, à l'intérieur de sa section ouverte, un logement 68 pour recevoir l'extrémité 40 de l'enveloppe 30 du boîtier absorbeur. Dans cet exemple les nervures de rigidification sont des nervures obliques 70.
Dans la forme de réalisation de la Figure 7, l'intérieur de la section ouverte de la poutre est renforcé par des nervures verticales 72.
Dans la forme de réalisation de la Figure 8, on retrouve à la fois des nervures horizontales 74 et des nervures verticales 76, qui se croisent mutuellement, et qui ressemblent à celles montrées déjà à la Figure 2.
On procure ainsi un ensemble poutre, pare-chocs avec absorbeur qui présente des performances élevées eu égard à son poids et à son encombrement .
La matière plastique utilisée pour le moulage est avantageusement un polyamide, en particulier le polyamide-6, ou un polypropylène. Cette matière plastique est avantageusement renforcée par des fibres de verre .
De préférence, on utilise donc un PA 6 GF 30 ou un PP GF 30. Le profilé métallique formant insert doit avoir une géométrie optimisée étant donné qu'une inertie optimale de la section est souhaitable pour minimiser la flèche.
L'invention sera maintenant décrite en référence aux exemples 1 à 3 suivants. Les exemples 1 et 2 sont des exemples comparatifs concernant des poutres pare-chocs non conformes à l'invention, tandis que l'exemple 3 porte sur une poutre pare- chocs selon l'invention.
Exemple 1 : poutre pare-chocs acier
On réalise une poutre pare-chocs en acier à partir d'un profilé à section fermée fixé aux longerons du véhicule, lesquels incluent des boîtiers absorbeurs classiques.
On effectue un essai dit «Danner test» à 16 km/h. L'énergie absorbée par la poutre est de 6035 joules et celle absorbée par les longerons est de 4381 joules, ce qui donne un total de
10 416 joules.
11 en résulte que 58 % d'énergie est absorbée par la poutre et 42 % par les longerons qui incluent les boîtiers absorbeurs. Dans cet exemple, le poids de la poutre fait 5,7 kilogrammes.
Exemple 2 : poutre pare-chocs en aluminium avec boîtiers absorbeurs en aluminium
On réalise une poutre pare-chocs à partir d'un profilé à section fermée en aluminium. Ce profilé est fixé aux longerons du véhicule par l'intermédiaire de boîtiers absorbeurs en aluminium. Le poids de la poutre fait 2,7 kg et les deux boîtiers absorbeurs 1,08 kg.
En utilisant le même essai que dans l'exemple 1, l'énergie absorbée par la poutre est de 4100 joules, celle absorbée par les boîtiers absorbeurs 5230, le total étant de 9330 joules.
Ainsi, 44 % de l'énergie est absorbée par la poutre et 56 % par les boîtiers absorbeurs.
Dans cet exemple, les dimensions du boîtier absorbeur sont de 130 x 70 x 60 mm (dans les directions X, Y et Z) . L'aluminium est un aluminium de la série 7000 (Re = 300 ; Rm = 400 Mpa) .
Exemple 3 : poutre pare-chocs hybride avec boîtier absorbeur en aluminium
Le poids de la poutre fait ici 2 , 5 kilogrammes .
La poutre pare-chocs est ici conforme à l'invention. En utilisant l'essai Danner, dans les mêmes conditions que précédemment, l'énergie absorbée par la poutre est de 1320 joules, celle absorbée par le boîtier absorbeur est de 8040 joules, celle absorbée par les nervures de 240 joules, le total étant de 9600 joules.
Il en résulte que 16 % de l'énergie est absorbée par l' insert de la poutre, et 84 % par les boîtiers absorbeurs.
Dans cet exemple, les dimensions du boîtier absorbeur sont 190 x 60 x 70 mm (dans les directions X, Y et Z) . L'aluminium est un aluminium de la série 6000-7000.
Pour atteindre le même niveau d'absorption qu'une poutre en aluminium, à même poids, il est avantageux d'avoir un boîtier absorbeur plus grand : 190 mm sont nécessaires pour absorber 9600 joules.
Dans l'invention, l'épaisseur de l' insert métallique peut varier entre 0,7 et 1,2 mm suivant les caractéristiques de l'acier. On utilise de préférence un acier HLE d'épaisseur 0,77 mm (Re = 360 Mpa ; Rm =,450 Mpa ; A% = 21) .
Le tableau suivant résume les chiffres donnés précédemment pour les exemples 1 à 3.
Dans l'invention, on peut utiliser une mousse d'aluminium de différentes densités. La poutre avec des boîtiers absorbeurs garnis de mousse d'aluminium absorbe 1,6, 2,5 et 3 fois plus d'énergie que la poutre seule pour respectivement des densités de 0,2, 0,3 et 0,4 g/cm3.
Pour une même énergie (5000 joules), l'intrusion est réduite de 37 %, 50 % et 58 % pour respectivement des densités de 0,2, 0,3 et 0,4 g/cm3.
Ainsi, l'utilisation de mousse d'aluminium permet de réduire soit la longueur du boîtier absorbeur, soit sa section.
L'invention trouve ainsi une application aux véhicules automobiles .

Claims

Revendications
1. Poutre pare-chocs, en particulier pour une face avant de véhicule automobile, ladite poutre étant formée d'une matière hybride et comprenant un profilé à section ouverte, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un boîtier absorbeur (12) intégré à la poutre pare-chocs (10) , et en ce que ledit boîtier absorbeur est logé au moins en partie dans la section ouverte du profilé (16) et comprend une enveloppe (30) apte à être garnie d'une mousse métallique (38) ayant des propriétés d'absorption d'énergie.
2. Poutre pare-chocs selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé (16) est un profilé métallique à section générale en forme de C ou de U formant insert qui est surmoulé et/ou renforcé par une matière de moulage (24) par une technique d'hybridation de la matière du profilé et de la matière de moulage.
3. Poutre pare-chocs selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profilé (16) est en acier, en particulier en acier à haute limite élastique (HLE) .
4. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 2 et 3 , caractérisée en ce que la matière de moulage (24) est une matière plastique choisie parmi les matières thermoplastiques et les matières thermodurcissables, avec ou sans renfort.
5. Poutre pare-chocs selon la revendication 4, caractérisée en ce que la matière plastique est choisie parmi les polyamides, en particulier le polyamide- 6, et les polypropylènes .
6. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la matière plastique est renforcée, en particulier par des fibres de verre.
7. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la matière de moulage (24) forme des nervures de rigidification (35, 37, 39, 70, 72, 74, 76) dans la section ouverte du profilé.
8. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur (12) est en une matière de moulage.
9. Poutre pare-chocs selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matière de moulage de l'enveloppe (30) est telle que définie dans l'une des revendications 4 à 6.
10. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur est surmoulée et/ou reliée à la matière du profilé.
11. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur
(12) est fixée dans la section ouverte du profilé (16) .
12. Poutre pare-chocs selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur (12) est intégrée dans un élément (54) de la face avant.
13. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur (12) est un profilé creux de section générale rectangulaire, notamment carrée, qui présente une première extrémité (40) rattachée à la poutre pare-chocs (10) et une deuxième extrémité (42) propre à être fixée à la structure du véhicule, en particulier en bout d'un longeron longitudinal (14) .
14. Poutre pare-chocs selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur (12) est surmoulée sur la mousse métallique (38).
15. Poutre pare-choçs selon l'une des revendications 1 à 14 , caractérisée en ce que la mousse métallique (38) contenue dans l'enveloppe (30) du boîtier absorbeur est une mousse en aluminium.
16. Poutre pare-chocs selon la revendication 15, caractérisée en ce que la mousse métallique (38) est en aluminium de la série 6000 ou 300.
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