FR2490563A1 - Structure absorbant l'energie d'un impact pour un vehicule automobile a moteur a l'avant et traction avant - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE STRUCTURE DANS UN VEHICULE AYANT UNE CARROSSERIE ET UNE UNITE MOTRICE DANS UN COMPARTIMENT MOTEUR A L'AVANT, LAQUELLE UNITE EST ADAPTEE A ENTRAINER LES ROUES AVANT DU VEHICULE. SELON L'INVENTION, LA STRUCTURE COMPREND DES ORGANES LATERAUX 20 QUI S'ETENDENT LE LONG DE CHAQUE COTE DU COMPARTIMENT MOTEUR DE FACON A SE GAUCHIR LATERALEMENT PENDANT UNE COLLISION DE FRONT POUR ABSORBER L'ENERGIE INITIALE DE L'IMPACT; CELA EMPECHE LE MOTEUR D'ETRE TIRE VERS LE HAUT DANS LE VEHICULE ET LUI PERMET D'ETRE ENTRAINE VERS L'ARRIERE POUR ECRASER DE FACON ECHELONNEE DES PANNEAUX DE STRUCTURE AFIN DE MIEUX ABSORBER L'ENERGIE DE L'IMPACT; LE MOUVEMENT DU MOTEUR DIRECTEMENT VERS L'ARRIERE PERMET EGALEMENT A LA CONSTRUCTION ORGANE TRANSVERSALLONGERON LATERAL 34, 30 DE RECEVOIR ET DISSIPER L'ENERGIE NON ABSORBEE PAR LA DEFORMATION DU PANNEAU; EN CONSEQUENCE, LA CLOISON AVANT 24 N'EST PAS DIRECTEMENT DEFORMEE PAR LE MOTEUR. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

La présente invention se rapporte à des véhicules

à moteur à l'avant et à traction avant, et plus particuliè-

rement, à une structure pour ceux-ci, qui absorbe l'énergie d'un impact résultant d'une collision de front du véhicule, de façon à diminuer le degré dont la cloison avant est déformée. Dans un agencement connu tel que celui représenté sur les figures 1 et 2 des dessins, un organe latéral 1 a été disposé longitudinalement le long-de chaque côté d'un compartiment moteur 2. Chacun des organes latéraux 1 a une section en boîte qui s'évase graduellement tandis que les organes latéraux s'étendent à partir de l'avant du véhicule vers l'arrière. L'extrémité arrière de l'organe latéral est reliée à la fois au tableau de bord qui fait partie de la cloison avant 3 et au panneau de plancher 4 de la

cabine du véhicule.

Dans ce type d'agencement, afin de permettre de prévoir un moteur disposé latéralement, en particulier quand ce moteur est du type o la transmission 7 est fixée au moteur lui-même à l'une de ses extrémités, l'organe latéral 1 doit être placé à une position relativement élevée dans le véhicule en comparaison à un véhicule traditionnel à moteur à l'avant et à traction arrière, pour empêcher une interférence mutuelle. Cela induit bien entendu un décalage "LI" assez important entre l'organe latéral 1 et chaque organe correspondant en extension 8 qui est fixé à la surface inférieure du panneau de plancher 4 vers l'intérieur des longerons latéraux 9 (en tracé fantôme). Les organes 8 en extension (dont un seul est représenté) sont bien entendu de préférence fixés à la surface inférieure du panneau de plancher 4 afin de ne pas diminuer l'espace pour les jambes dans la cabine, et ils sont reliés à un organe transversal avant 10 s'étendanb

entre les deux longerons latéraux très rigides 9.

Dans un effort pour renforcer la connexion entre l'organe latéral 1 et l'organe en extension 8 ainsi que la cloison avant 3 et pour donner, à la carrosserie du véhicule, la rigidité souhaitée, des renforcements 11 ont été incorporés dans la structure afin de compenser le

décalage important qui y est inhérent.

Cependant, cet agencement présente un certain nombre d'inconvénients parmi lesquels la complexité de production et d'assemblage. En effet, les nombreux et divers organes constituant les organes latéraux et de renforcement 11 et autres doivent être configurés de façon très complexe afin de diminuer les pertes lorsque l'on forme des panneaux à la presse et à l'emporte-pièce, en donnant la résistance souhaitée de structure; cela à son tour rend le rassemblement des organes pendant l'assemblage

à la fois difficile et fastidieux.

Par ailleurs, et ce qui est plus important, cet agencement est désavantageux parce que pendant une collision de front ou collision frontale ou analogue, l'organe latéral 1, au lieu de se gauchir avantageusement de façon uniforme sur sa longueur (et ainsi d'absorber l'énergie de l'impact) et de diriger subséquemment le choc de l'impact à travers la construction très rigide organe en extension/ panneau de plancher/organe transversal/longeron latéral, a tendance à se gauchir de façon marquée vers le haut au point de la moindre résistance de structure (c'est-à-dire

à proximité de QI) (comme cela est indiqué en pointillés).

Cela, en combinaison avec le décalage relativement impor-

tant requis dans des véhicules à moteur à l'avant et traction avant, produit un moment relativement important de force qui à son tour gauchit de façon marquée la construction organe en extension/panneau de plancher autour d'un point Q2 dans la direction indiquée par la flèche. Le résultat du gauchissement de la structure du véhicule autour de ces deux points a subséquemment tendance à tirer le moteur 6 et la transmission 7 vers le haut dans le compartiment moteur 2, permettant à l'unité d'être entraînée contre la cloison avant relativement faible 3, augmentant la déformation de la cabine 5 du véhicule. Cette dernière déformation est bien entendu très peu souhaitable car les membres et le corps des occupants

du véhicule sont ainsi fortement mis en danger.

La présente invention concerne un agencement de structure o les organes latéraux qui s'étendent le long de chaque côté d'un compartiment moteur sont conçus et agencés dans le véhicule de façon que la section de moindre résistance de structure se gauchisse latéralement vers l'extérieur lors d'une collision frontale afin d'absorber l'impact initial et d'empêcher le moteur et la transmission d'être tirés vers le haut dans le compartiment moteur. Subséquemment, si la collision est suffisamment grave pour produire une plus ample déformation de structure, le moteur et la transmission sont alors forcés directement vers l'arrière ainsi les arbres d'entraînement (bouts d'arbre) contactent d'abord et déforment des panneaux tels que ceux définissant les tours de suspension, ensuite le moteur et la transmission contactent et déforment la structure supportant la suspension. Cela absorbe de façon échelonnée l'impact par déformation échelonnée'de divers panneaux de structure et cela augmente simultanément de

façon échelonnée la résistance à une plus ample déformation.

Par ailleurs, comme le moteur et la transmission ne sont pas tirés vers le haut dans le compartiment moteur à un degré particulier, l'énergie de l'impact qui n'est pas absorbée par la déformation des panneaux peut être dissipée à travers la construction très rigide organe en extension/organe transversal/longeron latéral définie le long du côté intérieur du véhicule. La déformation de la cloison avant est en conséquence remarquablement réduite pour réduire le danger à l'intérieur de la cabine du véhicule. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues en élévation schématique et en plan respectivement, de l'extrémité avant d'un véhicule à moteur avant et à traction avant ayant une construction de carrosserie selon l'art antérieur; - les figures 3 et 4 montrent respectivement des vues schématiques en élévation et en plan d'un véhicule à

moteur à l'avant et traction à l'avant ayant une construc-

tion de carrosserie selon un mode de réalisation préféré de l'invention; et

- les figures 5 et 6 sont des vues semblables aux-

figures 3 et 4 mais elles montrent la déformation des panneaux et la collision échelonnée caractérisant la

présente invention.

En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement aux figures 3 et 4, on peut y voir un mode de réalisation préféré de la présente invention. Dans cet agencement, des organes latéraux 20 (seul un est représenté) s'étendent d'un panneau de support de noyau

de radiateur 22 à une cloison avant 24 le long de chaque.

côté d'un compartiment moteur 25. La partie arrière de chaque organe latéral 20 se courbe à la fois vers le bas et vers l'intérieur afin d'être reliée non seulement à la

cloison avant 24 mais à un organe en extension 26 fixé au-

dessous du panneau de plancher 28. Les organes latéraux 20 et les organes en extension 26 ont des sections en forme de boite ou caisson qui ont tendance à s'évaser tandis

que les organes s'approchent et/ou se chevauchent.

Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, l'organe en extension 26 est fixé à la surface inférieure du panneau de plancher 24 afin de s'étendre vers l'intérieur des longerons latéraux 30 (représentés en tracé fantôme) de la carrosserie 32, et essentiellement parallèlement à eux. Les extrémités de chaque organe en extension sont

fixées à un organe transversal avant 34 (également représen-

té en tracé fantôme) qui s'étend latéralement à travers la surface supérieure du panneau de plancher pour interconnecter,

à ses extrémités, les deux longerons latéraux 30.

Comme on peut le voir sur la figure 3, les organes latéraux et en extension 20 et 26 se chevauchent et sont interconnectés par soudure par points. On notera cependant que la bride illustrée 36 de l'organe en extension qui est soudée par points à l'organe latéral 20 est en réalité sur une surface qui est courbée à la fois vers l'intérieur et vers le bas et a été illustrée telle quelle uniquement

pour des raisons de clarté.

Un organe de structure ou plusieurs organes pour abriter le tirant de suspension (non représenté) est interconnecté à la fois à l'organe latéral 20 et à l'organe en extension 26 ainsi qu'à la cloison avant 24. Cet organe de structure ou tour de suspension 38 s'étend un peu plus vers l'intérieur que l'organe en extension 26. Au-dessous de la tour de suspension est fixée une plaque de base ou cornière de jonction 40 o sont montées des pattes de

montage 42 pour des bras de suspension 44.

Comme on peut le voir sur la figure 3, les carters 46 à la fois du moteur et de la transmission sont agencés pour être alignés avec l'axe autour duquel pivote le bras de suspension 44, dont l'extrapolation, comme on peut le voir, se trouve en dessous du décalage "L1" défini entre les axes de l'organe latéral 20 et de l'organe en extension 26. Ainsi, la structure du véhicule est telle qu'en regardant à la fois en plan et en élévation, les organes constituant la structure selon l'invention soient agencés avec à la fois des décalages horizontaux et verticaux et en conséquence tendent diagonalement vers

l'intérieur (en regardant en élévation avant du véhicule).

Un système de direction 48 est relié à la cloison

avant 24 et est agencé de façon que des bielles 50 s'éten-

dant jusqu'aux roues avant 51 du véhicule traversent des

ouvertures 52 formées dans la tour de suspension 38.

Les figures 5 et 6 sont des vues semblables aux figures 3 et 4, mais qui montrent la déformation probable

qui se produira lors d'une collision de front du véhicule.

Sur ces dessins, les éléments essentiels commrne l'organe latéral 20 et l'organe en extension 26 sont illustrés en trait plein tandis que leur déformation et/ou d'autres éléments et/ou les positions de ces éléments auxquels on peut s'attendre dans une collision sont illustrés en

tracé fantôme.

Comme on peut le voir sur la figure 4, l'organe latéral 20 se gauchit latéralement vers l'extérieur pendant le stade initial de la collision et si cette collision produit un impact relativement faible, alors on ne peut s'attendre à aucune autre déformation. Cependant, dans le cas d'un impact important, le moteur 6 et la transmission 7 sont subséquemment entraînés vers l'arrière comme le montrent les flèches, jusqu'aux positions indiquées en tracé fantôme sur la figure 6. Le premier organe du moteur et de la transmission à entrer en collision avec un panneau de structure sera un arbre d'entraînement ou bout d'arbre 54 qui déformera le panneau ou les panneaux définissant la tour de suspension 38. A la suite de cela, on peut s'attendre à ce que le moteur et la transmission en eux-mêmes fassent impact sur la patte avant de montage et/ou le bord avant des bras de suspension 44, les déformant. Ensuite, les bielles 50 peuvent également frapper et commencer une plus ample déformation des panneaux de la tour de suspension bien que cela ne soit

pas illustré sur cette figure.

Par conséquent, avec cet agencement, la force de l'impact aura tendance à agir essentiellement dans la direction illustrée par la flèche "A" en dessous de la plaque de base, c'est-à-dire à travers l'organe en extension jusqu'à l'organe transversal et les longerons latéraux pour

s'y dissiper.

Ainsi, en résumé, la présente invention concerne une construction o lors d'une collision frontale, les organes latéraux se gauchissent d'abord ou se déforment latéralement par rapport au véhicule et ensuite (dans le cas d'un impact important), le moteur et la transmission se déplacent vers l'arrière, ainsi les panneaux placés derrière le moteur sont écrasés ou déformés de façon échelonnée, pour absorber l'énergie de l'impact. Une plus ample énergie non absorbée par la déformation des panneaux sera dissipée à travers la construction rigide organe transversal avant/longeron latéral du châssis du véhicule car le moteur ne sera pas tiré vers le haut jusqu'à une position o il pourra faire impact contre une cloison avant et la déformer, cette cloison définissant l'avant

de la cabine du véhicule.

La présente invention présente également une autre caractéristique, en effet à l'état non déformé de la carrosserie, les arbres 54 sont agencés pour s'étendre au-dessus du sommet des pattes 42 de montage du moteur, ainsi dans le cas o un arbre doit se déconnecter à l'une de sesextrémités, il ne peut tomber en contact avec la

surface de la route.

Claims (7)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Structure, dans un véhicule ayant une

carrosserie et une unité motrice montée dans un comparti-

ment moteur à l'avant de celle-ci, ladite unité étant adaptée à entraîner les roues avant dudit véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend: deux organes latéraux (20) qui s'étendent le long des côtés latéraux dudit compartiment moteur; et deux organes en extension (26), chacun étant fixé à un organe latéral, lesdits organes en extension étant fixés à la surface inférieure d'un panneau de plancher (28) d'une cabine dudit véhicule, chacun étant fixé vers l'intérieur et plus bas que l'organe latéralrespectif auquel il est connecté, chaque organe en extension étant adapté à être connecté à un organe latéral par une partie avant qui se courbe vers le haut et vers l'extérieur pour correspondre à une partie arrière dudit organe latéral qui se courbe vers le bas et vers l'intérieur par rapport au véhicule; chacun desdits organes latéraux étant adapté à se gauchir latéralement vers l'extérieur lors d'une collision frontale ainsi, ledit moteur peut être entraîné vers l'arrière pour provoquer la déformation échelonnée des panneaux de structure placés à l'arrière dudit moteur afin que l'énergie d'impact puisse être dissipée à travers lesdits organes en extension vers d'autres organes de

structure relativement rigides défn smi1taCm=sserie duditveiUcule.

2.- Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des organes latéraux précités et des organes en extension précités a des sections en botte et en ce que chaque organe en extension chevauche un organe latéral là o ledit organe en extension se courbe vers le

haut et vers l'extérieur.

3.- Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus deux tours de suspension (38) chacune étant définie par un ou plusieurs panneaux qui sont reliés à au moins un organe latéral, un organe en extension ou la cloison avant (24); et des pattes de montage (42) de bras de suspension (44) qui sont fixées en dessous de chaque tour de suspension, lesdites pattes étant placées à un niveau pour être frappées et déformées par l'unité motrice lorsque ladite unité est entraînée vers l'arrière sur une distance prédéterminée.

4.- Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus deux plaques de base (40), chacune étant fixée en dessous d'une tour de suspension, lesdites plaques de base servant à monter les pattes de montage précitées des bras de suspension et à renforcer

les sites o sont disposées lesdites pattes de montage.

5.- Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que les pattes de montage précitées sont agencées

pour être alignées avec les organes en extension précités.

6.- Structure selon la revendication 3, caractérisée

en ce que l'unité motrice précitée comprend une trans-

mission montée à une extrémité du moteur et une unité finale d'entraînement d'o s'étendent des arbres vers chacune des roues avant, lesdits arbres étant agencés pour être juxtaposés à une tour de suspension afin que lorsque ladite unité motrice est entraînée vers l'arrière sur une seconde distance prédéterminée plus courte que la première, lesdits arbres contactent et déforment lesdites tours de

suspension pour absorber l'énergie de l'impact.

7.- Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque arbre précité est agencé pour s'étendre

normalement au-dessus du sommet d'une patte de montage.