FR2817815A1 - Automobile bumper assembly comprises collision energy absorber, in front of bumper, with two rows of internal honeycombs and deformation openings in absorber material walls - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un ensemble de protection aux chocs destiné à être disposé à une extrémité d'un véhicule automobile, du type comprenant une poutre de pare-chocs qui s'étend le long d'une ligne directrice, et un absorbeur d'énergie de chocs disposé en avant de la poutre de pare-chocs par rapport au sens général de percussion d'un obstacle par l'ensemble de protection aux chocs lorsqu'il est monté sur le véhicule automobile, l'absorbeur possédant une structure délimitant intérieurement des alvéoles orientées sensiblement parallèlement au sens général de percussion et réparties en au moins une première et deuxième rangées qui s'étendent le long de la ligne directrice de la poutre de pare-chocs et qui sont disposées l'une à côté de l'autre le long d'une direction sensiblement orthogonale au sens général de percussion et à la ligne directrice. The present invention relates to an impact protection assembly intended to be disposed at one end of a motor vehicle, of the type comprising a bumper beam which extends along a guideline, and an energy absorber shock disposed in front of the bumper beam relative to the general direction of impact of an obstacle by the impact protection assembly when it is mounted on the motor vehicle, the absorber having a structure internally delimiting cells oriented substantially parallel to the general direction of percussion and distributed in at least a first and second row which extend along the guideline of the bumper beam and which are arranged one beside the other the along a direction substantially orthogonal to the general sense of percussion and to the guideline.
L'invention s'applique en particulier au bloc avant d'un véhicule automobile. The invention applies in particular to the front unit of a motor vehicle.
On connaît, dans cette application, des ensembles de protection aux chocs où l'absorbeur d'énergie de chocs est constitué par un bloc en mousse de polypropylène. Grâce au matériau utilisé, l'absorbeur présente un comportement aux chocs permettant de limiter dans une certaine mesure les blessures causées à un piéton percuté par le véhicule. Plus particulièrement, la courbe effort/déformation de l'absorbeur croît régulièrement et faiblement, en restant ainsi à des valeurs d'effort acceptables pour un piéton, typiquement de l'ordre de quelques milliers de Newton. Known in this application, impact protection assemblies where the shock energy absorber consists of a block of polypropylene foam. Thanks to the material used, the absorber exhibits an impact behavior making it possible to limit to some extent the injuries caused to a pedestrian struck by the vehicle. More particularly, the force / deformation curve of the absorber increases regularly and slightly, thus remaining at acceptable force values for a pedestrian, typically of the order of a few thousand Newton.
Toutefois, la capacité d'absorption d'énergie de chocs d'un tel absorbeur, correspondant à l'aire délimitée entre la courbe effort/déformation et l'axe des abscisses, est relativement faible de sorte que les piétons percutés peuvent encore subir des blessures. However, the impact energy absorption capacity of such an absorber, corresponding to the area delimited between the stress / deformation curve and the abscissa axis, is relatively low so that the pedestrians struck can still be subjected to injury.
Par ailleurs, pour fabriquer un tel absorbeur, des billes de polypropylène expansé sont injectées dans un moule où le polypropylène est encore expansé grâce à de la vapeur. Le coût des billes de polypropylène expansé est élevé, si bien qu'un tel absorbeur a un prix de fabrication important. Furthermore, to manufacture such an absorber, expanded polypropylene balls are injected into a mold where the polypropylene is further expanded by means of steam. The cost of expanded polypropylene beads is high, so that such an absorber has a significant manufacturing price.
On a également utilisé, à l'arrière des véhicules automobiles, des ensembles du type précité dans lesquels les absorbeurs ont une structure alvéolaire quadrillée délimitant plusieurs rangées superposées d'alvéoles. La There have also been used, at the rear of motor vehicles, assemblies of the aforementioned type in which the absorbers have a grid honeycomb structure delimiting several superimposed rows of cells. The
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courbe effort/déformation d'un tel absorbeur croît régulièrement mais très fortement. force / deformation curve of such an absorber increases regularly but very strongly.
Ainsi, ces absorbeurs ne satisfont pas aux exigences requises pour les absorbeurs des blocs avant de véhicules automobiles. Thus, these absorbers do not meet the requirements for absorbers of the front blocks of motor vehicles.
Un but de l'invention est de résoudre ces problèmes en fournissant un ensemble du type précité dont le comportement en cas de percussion de piétons permette de limiter les risques de blessure des piétons. An object of the invention is to solve these problems by providing a set of the aforementioned type, the behavior of which in the event of pedestrians being struck makes it possible to limit the risks of injury to pedestrians.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble du type précité, caractérisé en ce que des ouvertures de déformation du matériau de l'absorbeur sont ménagées dans des parois délimitant des alvéoles. To this end, the invention relates to an assembly of the aforementioned type, characterized in that openings for deformation of the material of the absorber are formed in walls delimiting cells.
Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble de protection peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - pour chaque alvéole, des ouvertures de déformation du matériau de l'absorbeur sont ménagées dans des parois opposées délimitant l'alvéole considérée ; - lesdites parois opposées sont des parois latérales espacées l'une de l'autre le long de la ligne directrice ; - les ouvertures ont des formes générales convergeant dans le sens de percussion ; - les ouvertures ont sensiblement des formes triangulaires ou trapézoïdales ; - les alvéoles de la première rangée sont décalées par rapport aux alvéoles de la deuxième rangée le long de la ligne directrice ; - les alvéoles sont réparties en au moins trois rangées qui s'étendent l'une à côté de l'autre le long de la ligne directrice, et les alvéoles des trois rangées sont disposées sensiblement en quinconce ; - les alvéoles ont des sections transversales sensiblement carrées ou rectangulaires ; et - l'absorbeur est réalisé en matière plastique. According to particular embodiments, the protective assembly may include one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically possible combination: - for each cell, deformation openings of the material of the absorber are provided in opposite walls delimiting the cell in question; - said opposite walls are side walls spaced from each other along the guideline; - the openings have general shapes converging in the direction of percussion; - The openings have substantially triangular or trapezoidal shapes; - the cells in the first row are offset from the cells in the second row along the guideline; - The cells are distributed in at least three rows which extend one next to the other along the guideline, and the cells of the three rows are arranged substantially in staggered rows; - The cells have substantially square or rectangular cross sections; and - the absorber is made of plastic.
L'invention a en outre pour objet un bloc avant pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de protection aux The invention further relates to a front unit for a motor vehicle, characterized in that it comprises a protection assembly against
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chocs tel que défini ci-dessus, le sens général de percussion étant destiné à être confondu avec le sens de marche du véhicule. shocks as defined above, the general direction of percussion being intended to be confused with the direction of travel of the vehicle.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc avant tel que défini ci-dessus, le sens général de percussion étant confondu avec le sens de marche du véhicule. The invention also relates to a motor vehicle, characterized in that it comprises a front unit as defined above, the general direction of percussion being confused with the direction of travel of the vehicle.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle et latérale illustrant l'extrémité avant d'un véhicule selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de l'absorbeur d'énergie de chocs du bloc avant du véhicule de la figure 1, et - la figure 3 est une vue schématique partielle et arrière de l'absorbeur de la figure 2, et - la figure 4 est une courbe effort/déformation représentant le comportement de l'absorbeur de la figure 2 en cas de choc. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and made with reference to the appended drawings, in which: - Figure 1 is a partial schematic side view illustrating the front end of a vehicle according to the invention, - Figure 2 is a schematic perspective view of the shock energy absorber of the front unit of the vehicle of Figure 1, and - Figure 3 is a partial schematic view and rear of the absorber of FIG. 2, and - FIG. 4 is a stress / deformation curve representing the behavior of the absorber of FIG. 2 in the event of an impact.
Dans la description qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les termes avant et arrière s'entendent par rapport à la position d'un conducteur du véhicule automobile et au sens de marche du véhicule matérialisé par la flèche S sur les figures 1 et 2. In the following description, the orientations used are the usual orientations of a motor vehicle. In particular, the terms front and rear are understood with respect to the position of a driver of the motor vehicle and to the direction of travel of the vehicle materialized by the arrow S in FIGS. 1 and 2.
La figure 1 représente l'extrémité avant d'un véhicule automobile qui comprend un bloc avant 1. Ce bloc avant 1 comprend notamment une face avant 2, une poutre de pare-chocs 3 faiblement galbée, un absorbeur d'énergie de chocs 4, et des blocs optiques 5 dont seul un contour est représenté. FIG. 1 represents the front end of a motor vehicle which comprises a front unit 1. This front unit 1 notably comprises a front face 2, a slightly curved bumper beam 3, a shock energy absorber 4, and optical units 5 of which only one contour is shown.
La face avant 2 est reliée de manière classique aux longerons 7 du véhicule automobile, disposée à l'avant de ceux-ci et s'étend transversalement par rapport au véhicule, c'est-à-dire transversalement à son sens de marche S. The front face 2 is conventionally connected to the side members 7 of the motor vehicle, disposed at the front thereof and extends transversely relative to the vehicle, that is to say transversely to its direction of travel S.
La face avant 2 est également reliée de manière classique par ses extrémités latérales supérieures aux ailes 8 du véhicule automobile. The front face 2 is also conventionally connected by its upper lateral ends to the wings 8 of the motor vehicle.
La poutre de pare-chocs 3 s'étend transversalement par rapport au véhicule, à l'avant de la face avant 2, le long d'une ligne directrice L. Elle est The bumper beam 3 extends transversely relative to the vehicle, at the front of the front face 2, along a guideline L. It is
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reliée à la face avant 2 par des supports 9, disposés dans le prolongement des longerons 7. connected to the front face 2 by supports 9, arranged in the extension of the side members 7.
L'absorbeur 4 est disposé à l'avant de la poutre de pare-chocs 3 et est recouvert par une peau d'habillage 11 qui prolonge le capot avant 12 du véhicule vers le bas et qui fournit la surface avant du véhicule automobile. The absorber 4 is disposed at the front of the bumper beam 3 and is covered by a covering skin 11 which extends the front cover 12 of the vehicle downwards and which provides the front surface of the motor vehicle.
La poutre de pare-chocs 3 est par exemple réalisée en métal tel que de l'aluminium. The bumper beam 3 is for example made of metal such as aluminum.
Comme illustré plus particulièrement par les figures 2 et 3, l'absorbeur 4 a une forme générale parallélépipédique faiblement galbée et s'étend le long de la ligne directrice L. On notera que la poutre 3 n'a pas été représentée sur la figure 2. Ainsi, l'absorbeur 4 a une forme courbe de concavité dirigée vers l'arrière du véhicule, et son galbe correspond à celui de la poutre 3. As illustrated more particularly by FIGS. 2 and 3, the absorber 4 has a generally slightly curved parallelepiped shape and extends along the guideline L. It will be noted that the beam 3 has not been shown in FIG. 2 Thus, the absorber 4 has a curved shape of concavity directed towards the rear of the vehicle, and its curve corresponds to that of the beam 3.
L'absorbeur 4 a en outre une structure alvéolaire ordonnée qui délimite intérieurement des alvéoles 13 qui sont orientées sensiblement parallèlement au sens de marche S et qui présentent des sections transversales carrées. Typiquement, les alvéoles 13 ont une largeur de 30 mm et une longueur de 60 mm. The absorber 4 also has an ordered cellular structure which internally delimits cells 13 which are oriented substantially parallel to the direction of travel S and which have square cross sections. Typically, the cells 13 have a width of 30 mm and a length of 60 mm.
Les alvéoles 13 sont réparties en trois rangées 14 superposées qui s'étendent le long de la ligne L. Ainsi, les rangées 14 sont disposées l'une à côté de l'autre le long de la direction verticale, matérialisée par la ligne en trait mixte V sur les figures, qui est orthogonale au sens S et à la ligne L. Les alvéoles 13 de deux rangées 14 adjacentes sont décalées les unes par rapport aux autres. Ainsi, les parois latérales 15 délimitant les alvéoles 13 d'une rangée 14 sont situées entre des parois latérales 15 délimitant des alvéoles 13 d'une rangée 14 adjacente. The cells 13 are distributed in three superimposed rows 14 which extend along the line L. Thus, the rows 14 are arranged one next to the other along the vertical direction, materialized by the line in lines mixed V in the figures, which is orthogonal to the direction S and to the line L. The cells 13 of two adjacent rows 14 are offset with respect to each other. Thus, the side walls 15 delimiting the cells 13 of a row 14 are located between side walls 15 delimiting cells 13 of an adjacent row 14.
Plus précisément, les parois latérales 15 d'une première rangée 14 sont disposées sensiblement chacune à égale distance de deux parois latérales 15 d'une rangée 14 adjacente. Ainsi, les alvéoles 13 des trois rangées 14 sont disposées en quinconce. More specifically, the side walls 15 of a first row 14 are arranged substantially each at equal distance from two side walls 15 of an adjacent row 14. Thus, the cells 13 of the three rows 14 are staggered.
En outre, des ouvertures 17 en forme de trapèze convergeant dans le sens de marche S sont ménagées dans les parois latérales 15 opposées délimitant chaque alvéole 13. Ces ouvertures 17 débouchent, comme les alvéoles 13, dans la face arrière 19 (figure 3) de l'absorbeur 4. In addition, trapezium-shaped openings 17 converging in the direction of travel S are formed in the opposite side walls 15 delimiting each cell 13. These openings 17 open, like the cells 13, in the rear face 19 (FIG. 3) of the absorber 4.
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L'absorbeur 4 comprend une paroi avant 20 qui obture les extrémités avant des alvéoles 13. L'absorbeur 4 comprend également des parois inférieure 21 et supérieure 22 qui forment respectivement les parois inférieures des alvéoles 13 de la rangée 14 inférieure et les parois supérieures des alvéoles 13 de la rangée 14 supérieure. The absorber 4 comprises a front wall 20 which closes the front ends of the cells 13. The absorber 4 also comprises lower walls 21 and upper 22 which respectively form the lower walls of the cells 13 of the lower row 14 and the upper walls of the cells 13 of the upper row 14.
L'absorbeur 4 est par exemple réalisé de manière classique en injectant des granulés de polypropylène non-expansé dans un moule. The absorber 4 is for example produced in a conventional manner by injecting granules of unexpanded polypropylene into a mold.
L'absorbeur 4 est monté à l'avant de la poutre de pare-chocs 3, par exemple à l'aide de reliefs d'encliquetage mâles venus de matière avec l'absorbeur 4 et engagés dans des reliefs d'encliquetage femelles ménagés dans la poutre de pare-chocs 3. The absorber 4 is mounted at the front of the bumper beam 3, for example using male snap-fit reliefs formed integrally with the absorber 4 and engaged in female snap-fit reliefs provided in the bumper beam 3.
L'absorbeur 4 s'étend alors le long d'au moins une région centrale de la poutre de pare-chocs 3 en épousant sa forme et peut s'appuyer vers l'arrière sur la poutre 3 en cas de choc. The absorber 4 then extends along at least one central region of the bumper beam 3 by conforming to its shape and can lean backwards on the beam 3 in the event of an impact.
Dans le cas où le véhicule percute un obstacle, cette percussion s'effectue sensiblement selon le sens S, qui est donc le sens général de percussion d'un obstacle par le bloc avant 1. In the case where the vehicle strikes an obstacle, this percussion is effected substantially in the direction S, which is therefore the general direction of percussion of an obstacle by the front unit 1.
L'absorbeur 4, qui présente une rigidité sensiblement inférieure à celle de la poutre de pare-chocs 3, se déforme alors plastiquement par écrasement dans le sens opposé au sens S et en absorbant l'énergie du choc, tandis que la poutre de pare-chocs 3 ne subit pas de déformation notable. Le comportement lors de cet écrasement est représenté par la courbe effort/déformation de la figure 4, sur laquelle l'enfoncement e en millimètres (mm) de l'absorbeur 4 est porté en abscisse et l'effort F en Newton (N) d'écrasement subi par l'absorbeur est porté en ordonnée. The absorber 4, which has a rigidity substantially lower than that of the bumper beam 3, then deforms plastically by crushing in the opposite direction to the direction S and absorbing the impact energy, while the bumper beam -chocs 3 does not undergo significant deformation. The behavior during this crushing is represented by the force / deformation curve of FIG. 4, on which the depression e in millimeters (mm) of the absorber 4 is plotted on the abscissa and the force F in Newton (N) d crushing suffered by the absorber is entered on the ordinate.
On constate que l'effort F appliqué sur l'absorbeur 4 selon la direction de percussion, et par réaction sur le piéton, croît fortement dans une première région 1 de la courbe jusqu'à atteindre une deuxième région Il de palier. Dans cette région Il, l'effort F oscille relativement faiblement autour d'une droite qui croît nettement plus faiblement que la courbe dans sa région 1. Dans cette région Il, l'effort reste sensiblement voisin d'une valeur seuil Fs de quelques milliers de Newton. It can be seen that the force F applied to the absorber 4 in the direction of percussion, and by reaction on the pedestrian, increases strongly in a first region 1 of the curve until it reaches a second region II of level. In this region Il, the force F oscillates relatively weakly around a straight line which increases significantly more weakly than the curve in its region 1. In this region Il, the force remains appreciably close to a threshold value Fs of a few thousand of Newton.
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Au-delà d'un enfoncement e d'environ 50 mm, la courbe présente une troisième région III où l'effort F croît à nouveau fortement. L'absorbeur 4, qui ne possède plus de capacité d'absorption d'énergie, transmet alors toute l'énergie relativement importante du choc à la poutre de pare-chocs 3. Beyond a depression e of about 50 mm, the curve has a third region III where the force F again increases strongly. The absorber 4, which no longer has an energy absorption capacity, then transmits all of the relatively large impact energy to the bumper beam 3.
L'absorbeur 4 permet donc d'absorber une partie relativement importante de l'énergie de choc, correspondant à l'aire délimitée entre la courbe effort/déformation et l'axe des abscisses, tout en limitant les valeurs de l'effort exercé par réaction sur l'obstacle. En particulier, cette partie d'énergie absorbée est supérieure à celle absorbée par un absorbeur en mousse classique. The absorber 4 therefore makes it possible to absorb a relatively large part of the impact energy, corresponding to the area delimited between the stress / deformation curve and the abscissa axis, while limiting the values of the force exerted by reaction on the obstacle. In particular, this part of the energy absorbed is greater than that absorbed by a conventional foam absorber.
Ce comportement aux chocs permet de limiter les risques de blessure dans le cas d'une percussion frontale d'un piéton par le véhicule automobile. This impact behavior makes it possible to limit the risk of injury in the event of a frontal impact of a pedestrian by the motor vehicle.
C'est notamment la présence des ouvertures 17 dans les parties latérales 15 qui explique la forme de la courbe effort/déformation. En effet, ces ouvertures 17 fournissent des espaces où le matériau constituant l'absorbeur 4 peut se déformer librement, ce qui permet d'obtenir la région Il de palier de la courbe lors de la déformation par écrasement de l'absorbeur. It is in particular the presence of the openings 17 in the lateral parts 15 which explains the shape of the force / deformation curve. Indeed, these openings 17 provide spaces where the material constituting the absorber 4 can deform freely, which makes it possible to obtain the region II of leveling of the curve during the deformation by crushing of the absorber.
En outre, en raison de la disposition des alvéoles 13 des différentes rangées 14, le comportement de l'absorbeur 4 est relativement homogène quelle que soit la région de l'absorbeur 4 le long de la ligne L qui percute le piéton, ce qui ne serait pas le cas avec un absorbeur à structure alvéolaire quadrillée. En effet, le comportement d'un tel absorbeur serait totalement différent dans le cas où le piéton serait percuté par une région de l'absorbeur située entre des parois latérales des alvéoles, et dans le cas où le piéton serait percuté par une région de l'absorbeur où des parois latérales délimitant des alvéoles s'étendent. In addition, due to the arrangement of the cells 13 of the different rows 14, the behavior of the absorber 4 is relatively homogeneous whatever the region of the absorber 4 along the line L which strikes the pedestrian, which does not would not be the case with an absorber with a grid honeycomb structure. Indeed, the behavior of such an absorber would be totally different in the case where the pedestrian would be struck by a region of the absorber situated between the side walls of the cells, and in the case where the pedestrian would be struck by a region of the absorber where side walls delimiting cells extend.
Pour autant, le coût de réalisation de l'absorbeur 4, qui peut être réalisé à partir d'une matière première classique, est relativement faible. However, the cost of producing the absorber 4, which can be produced from a conventional raw material, is relatively low.
Selon une variante non représentée, les ouvertures 17 ont des formes triangulaires convergeant vers l'avant. According to a variant not shown, the openings 17 have triangular shapes converging towards the front.
De manière générale, l'absorbeur 4 peut être réalisé en une matière plastique. In general, the absorber 4 can be made of a plastic material.
Enfin, l'absorbeur 4, dont la structure permet d'atteindre un comportement contrôlé en cas de choc, peut également être utilisé à l'arrière des véhicules automobiles. Finally, the absorber 4, the structure of which makes it possible to achieve controlled behavior in the event of an impact, can also be used at the rear of motor vehicles.
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| FR0016255A FR2817815A1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Automobile bumper assembly comprises collision energy absorber, in front of bumper, with two rows of internal honeycombs and deformation openings in absorber material walls |
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