EP4259490A1 - Ensemble absorbeur d'energie de choc - Google Patents

Ensemble absorbeur d'energie de choc

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EP4259490A1
EP4259490A1 EP21823888.9A EP21823888A EP4259490A1 EP 4259490 A1 EP4259490 A1 EP 4259490A1 EP 21823888 A EP21823888 A EP 21823888A EP 4259490 A1 EP4259490 A1 EP 4259490A1
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EP
European Patent Office
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insert
plastic material
assembly according
notch
plastic
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Application number
EP21823888.9A
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German (de)
English (en)
Inventor
Sergio Da Costa Pito
Ali KEZMANE
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Publication date
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    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R19/03Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by material, e.g. composite
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/003One-shot shock absorbers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/124Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members characterised by their special construction from fibre-reinforced plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/30Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3044Bumpers
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    • F16F2224/00Materials; Material properties
    • F16F2224/02Materials; Material properties solids
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F2236/00Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/04Compression

Definitions

  • the present invention relates to a shock energy absorber assembly capable of providing protection in the event of an impact, in particular frontal impact, on a motor vehicle.
  • the present invention aims in particular to improve a shock energy absorber assembly suitable for providing protection in the event of an impact, in particular frontal, on a motor vehicle.
  • the subject of the present invention is thus an impact energy absorber assembly, comprising a bumper beam and at least one energy absorber device, interposed between this bumper beam and a side member of a motor vehicle, this energy absorber device, also called crashbox in English, comprising a body comprising a plastic material and at least one insert made of a composite material comprising a plastic material and a reinforcing filler embedded in this plastic material of the insert .
  • the plastic body and the composite inserts are linked in particular by overmolding a material of the same type or compatible.
  • the insert preferably comprises a zone of mechanical weakness arranged to promote the onset of breakage of the energy absorber device.
  • the invention thus makes it possible to absorb, in particular in the event of a frontal impact, the maximum impact energy over the entire stroke of the impact without however reaching a peak of force so as not to damage the part of the vehicle. behind the bumper. Thus repair costs can be reduced in the event of an accident and impact.
  • the weak zone on the insert comprises a notch made on the insert.
  • the notch is empty. In other words, this notch corresponds to a hole in the insert.
  • the notch receives a filling material, in particular a plastic material.
  • This filling material is for example the same as that of overmolding, in particular to be compatible with the composite material.
  • This material is for example PP, PA6, PC, PBT.
  • the filling material is different from the material of the rest of the insert.
  • the thickness of the filling material is less than the thickness of the insert.
  • the notch has a round, polygonal or curved shape.
  • each insert has a single weak zone.
  • each insert has a plurality of areas of weakness, in particular a plurality of notches.
  • the notch has an elongated shape.
  • the insert is formed from a sheet of composite material.
  • the reinforcing filler of the insert comprises glass fibres.
  • the filling material of the notch can be the same as the plastic material of the body.
  • the body has reinforcing ribs, in particular made by molding the plastic material.
  • a plurality of inserts are provided on the body.
  • the number of inserts on each body is chosen between 2 and 10, for example between 2 and 6, being for example equal to 6.
  • each insert is arranged between two reinforcing ribs of the body.
  • the insert or inserts are arranged on the surface of the body of the energy absorber device.
  • the body has a perimeter, and the insert extends over only one sector of this perimeter.
  • the insert is not a coiled strip with its two ends joined.
  • Another subject of the invention is an energy absorber device comprising a body comprising a plastic material and at least one insert made of a composite material comprising a plastic material and a reinforcing filler embedded in this plastic material of the insert , the plastic body and the composite insert being bonded in particular by welding, gluing, thermoforming.
  • the plastic material mentioned above can be Polypropylene (PP), High density polyethylene (HDPE), Polyamide (PA), an alloy of polycarbonate polybutylene terephthalate (PC/PBT), polycarbonate (PC), an Acrylate, a Polyurethane, a thermoplastic (TPU).
  • PP Polypropylene
  • HDPE High density polyethylene
  • PA Polyamide
  • PC/PBT Polyamide
  • PC polycarbonate
  • Acrylate a Polyurethane
  • TPU thermoplastic
  • FIG.1 is a schematic view of an assembly according to an example of the invention.
  • FIG.2 schematically and partially represents a detail of the assembly according to figure 1.
  • Motor vehicles are generally equipped with a bumper beam 2 arranged on the front face. As shown in Figure 1, this bumper beam 2 can be attached to two longitudinal members 3 of the vehicle. In order to absorb the shocks and to prevent the energy of the shocks from being directly transmitted to the longitudinal members 3 as well as to the rest of the vehicle, the bumper beam 2 is fixed to energy absorber devices 1 which form the connection between the bumper beam 2 and the ends of the longitudinal members 3 which face said bumper beam 2.
  • a shock energy absorber assembly 10 comprising the bumper beam 2 and, at two locations of the bumper 2, the two energy absorber devices 1, each interposed between this bumper beam 2 and the associated spar 3.
  • Each energy absorber device 1, also called crashbox in English comprises a body 11 comprising a plastic material and inserts 12 made of a composite material comprising a plastic material and a reinforcing filler embedded in this plastic material of the insert.
  • the inserts 12 comprise, for example, carbon and/or glass fibers, this reinforcing material being incorporated into the plastic material.
  • This plastic material can be Polypropylene (PP), High Density Polyethylene (HDPE), Polyamide (PA), an alloy of polycarbonate polybutylene terephthalate (PC/PBT), polycarbonate (PC), an Acrylate, a Polyurethane, a thermoplastic ( TPU).
  • the inserts 12 are formed from a sheet.
  • the body 1 1 is made of plastic material which can be polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE), polyamide (PA), an alloy of polycarbonate polybutylene terephthalate (PC / PBT), polycarbonate (PC) , an Acrylate, a Polyurethane, a thermoplastic (TPU).
  • plastic material which can be polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE), polyamide (PA), an alloy of polycarbonate polybutylene terephthalate (PC / PBT), polycarbonate (PC) , an Acrylate, a Polyurethane, a thermoplastic (TPU).
  • the plastic body 11 is molded over the inserts 12.
  • the plastic used for the molding is of the same nature or chemically compatible with the resin which impregnates the composite material of the inserts so that strong adhesion is ensured between the body 11 and the inserts 12.
  • the body 1 1 comprises a plate 13 made in one piece with the rest of the body 1 1 for fixing on the spar 3.
  • This plate 13 has holes 14 for fastening means such as screws on the spar 3 .
  • Each insert 12 comprises one or more areas of mechanical weakness 15 arranged to promote the onset of breakage of the energy absorber device 1 .
  • Each zone of weakness 15 on the insert has a notch 16 made on the insert.
  • the notches 16 of the areas 15 are empty. In other words, each notch 16 corresponds to a hole in the insert.
  • the notch 16 receives a filling material, in particular a plastic material.
  • the filling material is different from the material of the rest of insert 12.
  • the thickness of the filling material is less than the thickness of the insert 12.
  • Each notch 16 has a round shape, polygonal or any curve.
  • One of the inserts may have a single weak zone 15 or a plurality of weak zones 15, thus formed by a plurality of notches. This number can be two, three or more.
  • the notch 16 has a slender shape.
  • Each insert 12 is formed from a sheet of composite material.
  • Each body 11 has reinforcing ribs 19 made by molding the plastic material. These ribs 19 can be arranged in a cross, or other pattern.
  • the number of inserts on each body is chosen between 2 and 10, for example between 2 and 6, being for example equal to 6.
  • each insert 12 is arranged between two reinforcing ribs 19 of the body 11, as can be seen for example in Figure 2.
  • Each insert 12 is arranged on the surface of the body 11 of the energy absorber device, resting on ribs 19 which are located under this insert 12.
  • the plastic body 11 has a perimeter 18, and each insert 12 extends over only one sector of this perimeter 18.
  • the insert 12 is not a rolled up strip with its two ends which are joined .
  • the inserts 12 may all be identical or, alternatively, be different so that the inserts 12 are of different shapes, possibly with a number of areas of weakness which varies from one insert to another.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un ensemble (10) absorbeur d'énergie de choc, comprenant une poutre de pare-chocs et au moins un dispositif absorbeur d'énergie (1), interposé entre cette poutre de pare-chocs (2) et un longeron (3) d'un véhicule automobile, ce dispositif absorbeur d'énergie, encore appelé crashbox en anglais, comportant un corps comportant une matière plastique et au moins un insert (12) réalisé en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l'insert, le corps en plastique et l'insert en composite étant liés notamment par soudage, collage, thermoformage, l'insert comprenant une zone de faiblesse mécanique (15) agencée pour favoriser une amorce de cassure du dispositif absorbeur.

Description

TITRE ENSEMBLE ABSORBEUR D’ENERGIE DE CHOC
[1 ] La présente invention concerne un ensemble absorbeur d’énergie de choc propre à assurer une protection en cas de choc notamment frontal sur un véhicule automobile.
[2] Afin d'absorber l'énergie d'un choc notamment frontal au niveau d'une poutre pare- chocs d'un véhicule automobile, il est connu d'utiliser des dispositifs absorbeur d'énergie qui se déforment du fait des forces exercées par le choc. Ces dispositifs absorbeur d'énergie sont généralement réalisés en matériau métallique du fait de leur résistance. Cependant, ces dispositifs absorbeur d'énergie métalliques sont lourds et ne vont pas dans le sens de l'évolution des véhicules automobiles qui cherchent à réduire de plus en plus leur poids.
[3] La présente invention vise notamment à améliorer un ensemble absorbeur d’énergie de choc propre à assurer une protection en cas de choc notamment frontal sur un véhicule automobile.
[4] La présente invention a ainsi pour objet un ensemble absorbeur d’énergie de choc, comprenant une poutre de pare-chocs et au moins un dispositif absorbeur d'énergie, interposé entre cette poutre de pare-chocs et un longeron d’un véhicule automobile, ce dispositif absorbeur d'énergie, encore appelé crashbox en anglais , comportant un corps comportant une matière plastique et au moins un insert réalisé en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l’insert.
[5] Par exemple le corps en plastique et les inserts en composite sont liés notamment par surmoulage d'une matière de même nature ou compatible.
[6] L’insert comprend de préférence une zone de faiblesse mécanique agencée pour favoriser une amorce de cassure du dispositif absorbeur d'énergie.
[7] L’invention permet ainsi d’absorber, notamment en cas de choc frontal, le maximum d’énergie de choc sur toute la course du choc sans pour autant atteindre un pic de force de sorte à ne pas endommager la partie du véhicule derrière le pare-chocs. Ainsi les coûts de réparation peuvent être réduits en cas d’accident et de choc.
[8] La présence d’une zone de faiblesse permet, en agissant comme un initiateur de cassure, d’éviter/réduire le pic de force qui pourrait se produire en cas de choc accidentel.
[9] La mise en oeuvre de l’invention n’induit pas de coût supplémentaire, et est facilement réalisable dans une usine de production.
[10] Selon l’un des aspects de l’invention, la zone de faiblesse sur l’insert comporte une encoche réalisée sur l’insert. [11] Selon l’un des aspects de l’invention, l’encoche est vide. Autrement dit cette encoche correspond à un trou dans l’insert.
[12] Selon l’un des aspects de l’invention, l’encoche reçoit un matériau de remplissage, notamment un matériau plastique.
[13] Ce matériau de remplissage est par exemple le même que celui de surmoulage, notamment être compatible avec la matière composite. Ce matériau est par exemple du PP, PA6, PC, PBT.
[14] Selon l’un des aspects de l’invention, le matériau de remplissage est différent du matériau du reste de l’insert.
[15] Selon l’un des aspects de l’invention, l’épaisseur du matériau de remplissage est inférieure à l’épaisseur de l’insert.
[16] Selon l’un des aspects de l’invention, l’encoche présente une forme ronde, polygonale ou courbe quelconque.
[17] Selon l’un des aspects de l’invention, chaque insert présente une seule zone de faiblesse.
[18] En variante, chaque insert présente une pluralité de zones de faiblesse, notamment une pluralité d’encoches.
[19] Par exemple l’encoche présente une forme longiligne.
[20] Selon l’un des aspects de l’invention, l’insert est formé à partir d’une feuille en matériau composite.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, la charge de renfort de l’insert comporte des fibres de verre.
[22] Selon l’un des aspects de l’invention, le matériau de remplissage de l’encoche peut être le même que le matériau plastique du corps.
[23] Selon l’un des aspects de l’invention, le corps comporte des nervures de renfort, notamment réalisées par moulage de la matière plastique.
[24] Selon l’un des aspects de l’invention, une pluralité d’inserts sont prévue sur le corps.
[25] Selon l’un des aspects de l’invention, le nombre d’inserts sur chaque corps est choisi entre 2 et 10, par exemple entre 2 et 6, étant par exemple égal à 6.
[26] En variante, un seul insert est prévu sur chaque corps. [27] Selon l’un des aspects de l’invention, chaque insert est disposé entre deux nervures de renfort du corps.
[28] Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les inserts sont disposés en surface du corps du dispositif absorbeur d'énergie.
[29] Selon l’un des aspects de l’invention, le corps présente un pourtour, et l’insert s’étend sur un secteur seulement de ce pourtour. Autrement dit, l’insert n’est pas une bande enroulée avec ses deux extrémités qui sont jointes.
[30] L’invention a encore pour objet un dispositif absorbeur d'énergie comportant un corps comportant une matière plastique et au moins un insert réalisé en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l’insert, le corps en plastique et l’insert en composite étant liés notamment par soudage, collage, thermoformage.
[31] La matière plastique citée plus haut peut être du Polypropylène (PP), Polyéthylène haute densité (PEHD), Polyamide (PA), un alliage de polycarbonate polytéréphtalate de butylène (PC/PBT), polycarbonate (PC), un Acrylate, une Polyuréthane, une thermoplastique (TPU).
[32] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[33] [Fig.1 ] est une vue schématique d’un ensemble selon un exemple de l’invention,
[34] [Fig.2] représente schématiquement et partiellement un détail de l’ensemble selon la figure 1.
[35] Les véhicules automobiles sont généralement munis d'une poutre pare-chocs 2 disposée en face avant. Comme le montre la figure 1 , cette poutre pare-chocs 2 peut être fixée à deux longerons 3 du véhicule. Afin d'absorber les chocs et d'éviter que l'énergie des chocs ne soit directement transmise aux longerons 3 ainsi qu’au reste du véhicule, la poutre pare- chocs 2 est fixée à des dispositifs absorbeur d'énergie 1 qui font la liaison entre la poutre pare- chocs 2 et les extrémités des longerons 3 qui sont en regards de ladite poutre pare-chocs 2.
[36] On voit sur la figure 1 un ensemble 10 absorbeur d’énergie de choc, comprenant la poutre de pare-chocs 2 et, à deux emplacements du pare-chocs 2, les deux dispositifs absorbeur d'énergie 1 , interposés chacun entre cette poutre de pare-chocs 2 et le longeron 3 associé. [37] Chaque dispositif absorbeur d'énergie 1 , encore appelé crashbox en anglais, comporte un corps 11 comportant une matière plastique et des inserts 12 réalisés en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l’insert.
[38] Les inserts 12 comporte par exemple des fibres de carbone et/ou de verre, ce matériau de renfort étant incorporé dans la matière plastique. Cette matière plastique peut être du Polypropylène (PP), Polyéthylène haute densité (PEHD), Polyamide (PA), un alliage de polycarbonate polytéréphtalate de butylène (PC/PBT), polycarbonate (PC), un Acrylate, une Polyuréthane, une thermoplastique (TPU).
[39] Les inserts 12 sont formés à partir d’une feuille.
[40] Le corps 1 1 est fabriqué en matière plastique qui peut être du Polypropylène (PP), Polyéthylène haute densité (PEHD), Polyamide (PA), un alliage de polycarbonate polytéréphtalate de butylène (PC/PBT), polycarbonate (PC), un Acrylate, une Polyuréthane, une thermoplastique (TPU).
[41] Le corps 1 1 en plastique est surmoulé sur les inserts 12. Le plastique employé pour le surmoulage est de même nature ou chimiquement compatible avec la résine qui imprègne le matériau composite des inserts de sorte à ce qu'une adhésion forte soit assurée entre le corps 1 1 et les inserts 12.
[42] Le corps 1 1 comporte une platine 13 réalisée d’un seul tenant avec le reste du corps 1 1 pour la fixation sur le longeron 3. Cette platine 13 comporte des trous14 pour de moyens de fixation tels des vis sur le longeron 3.
[43] Chaque insert 12 comprend une ou plusieurs zones de faiblesse mécanique 15 agencées pour favoriser une amorce de cassure du dispositif absorbeur d'énergie 1 .
[44] Chaque zone de faiblesse 15 sur l’insert comporte une encoche 16 réalisée sur l’insert.
[45] Dans l’exemple décrit, les encoche 16 des zones 15 sont vides. Autrement dit chaque encoche 16 correspond à un trou dans l’insert.
[46] Dans une variante, l’encoche 16 reçoit un matériau de remplissage, notamment un matériau plastique.
[47] Le matériau de remplissage est différent du matériau du reste de l’insert 12.
[48] L’épaisseur du matériau de remplissage est inférieure à l’épaisseur de l’insert 12.
[49] Chaque encoche 16 présente une forme ronde, polygonale ou courbe quelconque. [50] L’un des inserts peut présenter une seule zone de faiblesse 15 ou une pluralité de zones de faiblesse 15, formées ainsi par une pluralité d’encoches. Ce nombre peut être de deux, trois ou plus.
[51 ] Sur la figure 2, l’insert 12 visible ne comporte qu’une zone de faiblesse 15.
[52] Par exemple l’encoche 16 présente une forme longiligne.
[53] Chaque insert 12 est formé à partir d’une feuille en matériau composite.
[54] Chaque corps 11 comporte des nervures de renfort 19 réalisées par moulage de la matière plastique. Ces nervures 19 peuvent être disposés en croix, ou autre motif.
[55] Le nombre d’inserts sur chaque corps est choisi entre 2 et 10, par exemple entre 2 et 6, étant par exemple égal à 6.
[56] Par exemple chaque insert 12 est disposé entre deux nervures de renfort 19 du corps 11 , comme on peut le voir par exemple sur la figure 2.
[57] Chaque inserts 12 est disposé en surface du corps 11 du dispositif absorbeur d’énergie, en appui sur des nervure 19 qui se trouvent sous cet insert 12.
[58] Le corps 11 en plastique présente un pourtour 18, et chaque insert 12 s’étend sur un secteur seulement de ce pourtour 18. Autrement dit, l’insert 12 n’est pas une bande enroulée avec ses deux extrémités qui sont jointes.
[59] Les inserts 12 peuvent être tous identiques ou, en variante, être différents de sorte que des inserts 12 sont de formes différentes, avec éventuellement un nombre de zones de faiblesse qui varie d’un insert à l’autre.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 ] Ensemble (10) absorbeur d’énergie de choc, comprenant une poutre de pare-chocs et au moins un dispositif absorbeur d'énergie (1 ), interposé entre cette poutre de pare-chocs (2) et un longeron (3) d’un véhicule automobile, ce dispositif absorbeur d'énergie, encore appelé crashbox en anglais , comportant un corps comportant une matière plastique et au moins un insert (12) réalisé en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l’insert, le corps en plastique et l’insert en composite étant liés, l’insert comprenant une zone de faiblesse mécanique (15) agencée pour favoriser une amorce de cassure du dispositif absorbeur.
[Revendication 2] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la zone de faiblesse (15) sur l’insert comporte une encoche (16) réalisée sur l’insert.
[Revendication 3] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l’encoche (16) est vide.
[Revendication 4] Ensemble selon la revendication 2, dans lequel l’encoche (16) reçoit un matériau de remplissage, notamment un matériau plastique.
[Revendication 5] Ensemble selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel l’encoche (16) présente une forme ronde, polygonale ou courbe quelconque.
[Revendication 6] Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’insert est formé à partir d’une feuille en matériau composite.
[Revendication 7] Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps comporte des nervures de renfort (19), notamment réalisées par moulage de la matière plastique.
[Revendication 8] Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une pluralité d’inserts sont prévue sur le corps.
[Revendication 9] Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps présente un pourtour, et l’insert s’étend sur un secteur seulement de ce pourtour.
[Revendication 10] Dispositif absorbeur d'énergie comportant un corps comportant une matière plastique et au moins un insert réalisé en matériau composite comprenant une matière plastique et une charge de renfort noyée dans cette matière plastique de l’insert, le corps en plastique et l’insert en composite étant liés notamment par soudage, collage, thermoformage.
EP21823888.9A 2020-12-10 2021-12-03 Ensemble absorbeur d'energie de choc Pending EP4259490A1 (fr)

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US (1) US20240034259A1 (fr)
EP (1) EP4259490A1 (fr)
JP (1) JP2023553627A (fr)
CN (1) CN116568943A (fr)
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