FR2870802A1 - Dispositif d'absorption d'energie mecanique de choc, procede et piece d'equipement associes - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif (15) comprend une base (51) et au moins un organe externe (53) d'absorption de choc qui fait saillie par rapport à la base (51), et qui présente une première paroi (63) déformable délimitant avec la base (51) un volume intérieur (56). Il comprend en outre un organe interne (55) d'absorption de choc, disposé dans le volume intérieur (56) en saillie par rapport à la base (51), et qui présente une deuxième paroi (73) déformable. Au montage, la deuxième paroi déformable (73) est totalement espacée de la première paroi déformable (63).Application aux portes de véhicules automobiles.
Description
La présente invention concerne un dispositif d'absorption d'énergie
mécanique de choc, destiné à être disposé dans une pièce d'équipement de véhicule automobile, du type comprenant:
- une base; - au moins un organe externe d'absorption de choc qui fait saillie par rapport à la base et qui présente au moins une première paroi défôrmable, la base et la première paroi déformable délimitant un volume intérieur; et - au moins un organe interne d'absorption de choc, disposé dans le volume intérieur en saillie par rapport à la base et qui présente au moins une io deuxième paroi déformable adaptée pour n'être sollicitée qu'après le début de la déformation de ladite première paroi déformable lors d'un choc.
Les dispositifs du type précité sont par exemple destinés à être disposés dans une porte de véhicule automobile, pour absorber l'énergie mécanique de choc, lors d'un choc latéral sur la porte.
On connaît de FR 2 712 365 un dispositif du type précité, disposé dans un pare-chocs de véhicule automobile.
Dans ce dispositif, la disposition de l'organe interne de choc à l'intérieur du volume intérieur délimité par l'organe externe d'absorption de choc permet d'obtenir une montée en effort progressive du dispositif lors d'une déformation du pare-chocs.
Toutefois, l'organe interne d'absorption de choc et l'organe externe d'absorption de choc sont reliés entre eux par leurs parois déformables et de ce fait, la déformation de l'organe externe d'absorption de choc influence le positionnement et la déformation de l'organe interne d'absorption de choc. Par suite, le contrôle de la montée en effort, et donc de l'absorption d'énergie mécanique de choc, en fonction de la déformation n'est pas maîtrisé facilement.
Un but de l'invention est de fournir un dispositif d'absorption d'énergie mécanique de choc, dans lequel le contrôle de l'absorption d'énergie de choc mécanique en fonction de la déformation est facilité.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que, au montage, la deuxième paroi déformable est totalement espacée de la première paroi déformable.
Selon des variantes, le dispositif peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles: - l'organe externe comprend une paroi supérieure qui s'étend en regard de la base et qui est disposée, au montage, totalement espacée de l'organe interne, la paroi supérieure et la basé étant reliées entre elles par la première paroi déformable; - la première paroi déformable et la deuxième paroi déformable sont constituées chacune par une feuille en simple épaisseur; io - ladite feuille a la forme d'un cylindre ou d'un tronc de cône; - ledit organe interne et ledit organe externe sont de formes sensiblement homothétiques; - la base comprend un support interne et un support externe, l'organe interne et l'organe externe faisant saillie respectivement par rapport aux supports interne et externe, les supports interne et externe étant fixés entre eux; - les supports interne et externe sont articulés le long d'un bord latéral, le support interne étant mobile en rotation autour du bord latéral entre une position sensiblement à l'écart du support externe et une position en appui contre le support externe; et -les supports interne et externe comportent des moyens d'accrochage mutuel.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - formage d'un seul tenant d'un ensemble déformable comprenant d'une part, un support interne et au moins un organe interne en saillie par rapport au support interne et d'autre part, un support externe et au moins un organe externe en saillie par rapport au support externe, les supports interne et externe étant articulés le long d'un bord latéral; et - application du support interne contre le support externe par 30 pivotement relatif du support interne par rapport au support externe autour du bord latéral.
L'invention a également pour objet une pièce d'équipement, notamment porte, de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif tel que défini ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de description qui va 5 suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe, prise suivant un plan vertical, d'une porte de véhicule automobile selon l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective de trois-quarts face d'un io dispositif selon l'invention; - la Figure 3 est une section, prise suivant le plan III-III, d'un détail de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 2, lors du procédé de fabrication du dispositif selon l'invention; - la Figure 5 est un graphe représentant les courbes d'effort en fonction de la déformation lors d'un choc, pour un dispositif selon l'invention et pour un dispositif connu; - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 1 d'une première variante de la porte selon l'invention; et - la Figure 7 est une vue analogue à la Figure 1 d'une deuxième variante de la porte selon l'invention.
En ce qui concerne les Figures 1, 6, et 7, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile.
La Figure 1 illustre schématiquement une coupe prise suivant un plan vertical, d'une porte 11 de véhicule automobile selon l'invention. Cette porte 11 comprend un ensemble de structure 13, un dispositif 15 d'absorption d'énergie mécanique de choc disposé dans l'ensemble 13, et des moyens 17 de fixation du dispositif 15 dans l'ensemble 13.
L'ensemble 13 comprend un panneau externe 19, un panneau 30 intermédiaire 21 et une garniture interne d'aspect 23, rapportée sur le panneau intermédiaire 21.
Le panneau externe 19 présente une forme galbée vers l'extérieur du véhicule. Il est constitué par exemple d'une tôle métallique souple présentant une face externe 25 d'aspect et une face interne 27.
Le panneau intermédiaire 21 est de forme sensiblement plane et 5 verticale. Il est par exemple constitué d'une tôle métallique rigide dans laquelle est ménagé un passage central 29.
Les panneaux externe et intermédiaire 19 et 21 sont fixés entre eux le long d'un bord périphérique 31 et délimitent ainsi une cavité 33 intérieure de structure.
io La garniture 23 est rapportée sur la face interne 35 du panneau intermédiaire 21 et couvre ainsi cette face interne 35.
La garniture 23 est réalisée par exemple à base d'un matériau thermoplastique. Elle présente sur sa surface d'aspect 37 qui fait face à un occupant du véhicule, une pluralité de lumières 38 pour le passage d'éléments de portière et un vide-poches 41.
La garniture 23 présente également, à l'opposé de sa surface d'aspect 37, une partie creuse 39 qui prolonge la cavité interne 33 vers l'intérieur du véhicule.
Dans l'exemple illustré par les Figures 2 et 3, le dispositif 15 comprend une base 51, quatre organes externes 53 d'absorption de choc. Dans l'agencement de la Figure 1, ces organes font saillie par rapport à la base 51 vers l'intérieur du véhicule dans la partie creuse 39. Pour chaque organe externe 53, un organe interne 55 d'absorption de choc est disposé dans le volume intérieur 56 délimité par l'organe externe 53 et la base 51.
En variante, le nombre d'organes externes 55 est compris entre deux et six, pour chaque dispositif 15.
Comme représenté sur la Figure 3, la base 51 comprend un support externe 57, à partir duquel les organes externes 53 font saillie, et un support interne 59, à partir duquel les organes internes 55 font saillie.
Les supports 57 et 59 sont constitués par exemple par des plaques souples sensiblement planes, de formes périphériques analogues.
2870802 5 Les supports 57 et 59 sont articulés par une charnière qui s'étend le long d'un bord latéral 61 de ces deux supports 57 et 59.
Le support interne 59 est ainsi mobile en rotation de manière relative par rapport au support externe 57 autour d'un axe de charnière X-X', entre une position à l'écart du support externe 57 et une position en appui contre le support externe 57.
Comme représenté sur la Figure 2, des moyens 62 de fixation, par exemple un dispositif d'encliquetage, sont disposés sur les bord latéraux respectifs du support interne 59 et du support externe 57 opposés à la charnière io 61, afin de maintenir le support interne 59 dans sa position en appui contre le support externe 57, sous ce support 57.
Comme illustré par la Figure 3, chaque organe externe 53 présente une forme sensiblement conique tronquée convergeant à l'écart du support externe 57.
Chaque organe externe 53 comprend une première paroi latérale 63 déformable qui fait saillie par rapport au support externe 57, et une paroi de fermeture 65 qui prolonge la paroi 63 sensiblement parallèlement au support externe 57, à l'écart de ce support 57. Une ouverture centrale 66 est ménagée dans la paroi 65.
Par ailleurs, la paroi latérale 63 et la paroi de fermeture 65 délimitent, avec le plan du support externe 57, le volume intérieur 56 dans lequel est disposé l'organe interne 55. Ce volume intérieur 56 comporte une région annulaire 67 qui entoure totalement l'organe interne 55.
La paroi latérale 63 est constituée par une feuille en simple épaisseur 25 dont l'épaisseur, prise suivant un axe orthogonal à la paroi, est comprise entre 1,4 mm et 2,2 mm.
La paroi de fermeture 65 et le support externe 57 ont une épaisseur, prise suivant un axe orthogonal à la paroi, comprise entre 2,0 mm et 2,5 mm. L'organe interne 55 présente également une forme générale conique tronquée convergeant à l'écart du support interne 59.
Dans l'exemple illustré par la Figure 3, l'organe interne 55 est de forme sensiblement homothétique à l'organe externe 53, le rapport d'homothétie pour obtenir l'organe externe 55 à partir de l'organe interne 53 étant sensiblement égal à 0,5.
L'organe interne 53 comprend une deuxième paroi latérale 73 déformable qui fait saillie par rapport au support interne 59 et une paroi supérieure 75, qui prolonge la paroi 73 sensiblement parallèlement au support interne 59, et dans laquelle est ménagée une ouverture centrale 77.
Les parois 73 et 75 sont également constituées par une feuille en simple épaisseur. L'épaisseur de la paroi 73 de l'organe interne 55 est sensiblement comprise entre 1,4 mm et 2,2 mm.
ro L'épaisseur de la paroi 75 et du support interne 59 est sensiblement comprise entre 2,0 mm et 2,5 mm.
Les parois 73 et 75 de l'organe interne 55 sont totalement espacées des parois 63 et 65 de l'organe externe 53.
De manière avantageuse, les organes externes et internes 53 et 55 et 15 la base 51 sont réalisés à base d'une matière plastique comme par exemple un copolymère polypropylène-éthylène.
Dans l'exemple représenté sur la Figure 3, l'ensemble interne 81 constitué par le support interne 59 et les organes internes 55 et l'ensemble externe 83 constitué par le support externe 57 et les organes externes 53 sont venus de matière.
Le dispositif 15 est ainsi réalisé par moulage d'une pièce unique représentée sur la Figure 4.
Lors de ce moulage, le support interne 59, le support externe 57 et la charnière 61 sont disposés dans un même plan et les organes externes 53 et internes 55 font saillie par rapport à ce plan suivant des directions opposées.
A la sortie du moule, le support interne 59 est appliqué contre le support externe 57 par pivotement relatif de l'ensemble interne 81 par rapport à l'ensemble externe 83 autour du bord 61. Lors de ce pivotement, chaque organe interne 53 est inséré dans le volume intérieur 56 d'un organe externe 55 correspondant.
2870802 7 Comme illustré par la Figure 1, les moyens de fixation 17 du dispositif 15 dans l'ensemble de structure 13 comprennent une entretoise 85 de support et, pour chaque organe externe 53, une bouterolle ou tigesupport 91.
L'entretoise 85 s'appuie, d'une part, sur la face interne 27 du panneau 5 extérieur 19, et d'autre part, sur la base 51 du dispositif 15.
La bouterolle 91 fait saillie dans la cavité 33 vers l'extérieur du véhicule, à partir de la partie creuse 39, en traversant l'ouverture 66.
La tête 93 de la bouterolle est disposée dans le volume intérieur 56. Cette tête 93 est fixée sur la paroi de fermeture 65 de l'organe extérieur 53, par io exemple par thermosoudage.
Des nervures d'appui 95, formant entretoise, s'étendent depuis le fond de la partie creuse 39 jusqu'à la paroi de fermeture 65 et maintiennent cette paroi 65 dans un plan sensiblement vertical.
Les bouterolles 91 et les nervures 95 fixent ainsi le dispositif 15 contre 15 la garniture 23.
Le fonctionnement d'une porte selon l'invention lors d'un choc latéral depuis l'extérieur du véhicule vers l'intérieur du véhicule, va maintenant être décrit en référence à la Figure 5.
Cette Figure représente la courbe 101 de l'effort nécessaire pour déformer le dispositif 15 selon l'invention, en fonction de la déformation appliquée, et la courbe 103 correspondante pour un dispositif analogue mais dépourvu d'organes internes 55 d'absorption de choc.
Lors du choc, le panneau externe 19 (Figure 1) se rapproche du panneau intermédiaire 21, et pousse l'entretoise 85 et la base 51 vers la paroi de 25 fermeture 65 d'au moins un organe externe 53.
Durant une première phase 105 de déformation, la paroi latérale 63 de l'organe externe 53 se déforme et absorbe une partie de l'énergie mécanique de choc. L'effort augmente sensiblement linéairement durant cette phase 105.
Dans le dispositif 15 selon l'invention, l'organe interne 55 disposé dans l'organe externe 53 n'est pas affecté par le choc durant cette phase 105, car les parois latérales 63, 73 déformables des organes 53, 55 sont totalement espacées. L'organe interne 55 conserve ainsi sa forme et sa position. Son potentiel d'absorption d'énergie mécanique de choc n'est pas diminué par la déformation de l'organe externe 55.
Le contrôle de la courbe 101 d'effort en fonction de la déformation dans la première phase 105 est donc obtenu par le choix des propriétés de l'organe externe 53, indépendamment de celles de l'organe interne 55.
Dans une deuxième phase de déformation 107, après que la paroi latérale 73 de l'organe externe 53 a commencé à flamber, la paroi de fermeture 65 de l'organe externe 53 entre en contact avec la paroi supérieure 75 de l'organe interne 55.
io L'organe interne 55 se déforme alors sous l'effet de la poussée de la paroi de fermeture 65 de l'organe externe 53 sur la paroi supérieure 75 de l'organe interne 55. Cette poussée entraîne la déformation de la paroi latérale 73 de l'organe interne 55, qui absorbe à son tour de l'énergie mécanique.
Les dimensions de l'organe interne 55 sont choisies de sorte qu'il commence à se déformer pour un enfoncement prédéterminé de la porte 11, par exemple lorsque l'effort requis pour la déformation de l'organe externe 55 atteint un palier 109, illustré sur la courbe 103 qui correspond au dispositif dépourvu d'organes internes 53.
Dans ce cas, dans la deuxième phase de déformation 107, le contrôle de la courbe 101 d'effort en fonction de la déformation est obtenu par le choix des propriétés de l'organe interne 55, sensiblement indépendamment de celles de l'organe externe 53.
La courbe 101 d'effort en fonction de la déformation est donc ajustée de manière simple.
25.Dans le dispositif 15 selon l'invention, l'absorption d'énergie mécanique de choc est ainsi augmentée continuellement en fonction de la déformation, contrairement au dispositif comprenant uniquement des organes externes 53.
Par ailleurs, cette augmentation est obtenue sans accroître l'épaisseur 30 des parois déformables 63, 73 des organes externes et internes 53 et 55 dans le dispositif 15.
La faible épaisseur des parois déformables dans le dispositif 15 diminue le risque de rupture de la paroi de fermeture 65, puisque les parois 63, 73 sont plus facilement déformables. Par ailleurs, la productivité du procédé de moulage du dispositif 15 est augmentée puisque la mise en oeuvre de ce procédé nécessitera des temps de refroidissement plus courts au niveau des parois 63.
Dans la variante représentée sur la Figure 6, la porte 11 est dépourvue d'entretoise de support 85 du dispositif 15.
Dans cette variante, la base 51 est disposée en appui sur une région 201 du panneau intermédiaire 21 qui délimite l'ouverture centrale 29 de cette Io plaque 21, cette région 201 se trouvant en regard de la partie creuse 39 de la garniture 23.
Dans une autre variante, illustrée par la Figure 7, l'entretoise 85 est reçue dans la partie creuse 39 de la garniture 23.
Dans cette variante, la base 51 est collée sur l'entretoise 85 et les organes externes 53 font saillie vers l'extérieur du véhicule, dans la cavité 33.
Par ailleurs, des entretoises 301 sont disposées entre les parois de fermeture 65 des organes externes 55 et la face interne 27 du panneau 19 En variante, une pluralité d'organes internes 55 présentant des parois déformables espacées sont disposés dans chaque organe externe 53. Dans une autre variante, un deuxième organe interne est disposé dans le volume intérieur délimité par l'organe interne 55, totalement à l'écart des parois 73, 75 de l'organe 55. Plus généralement, chaque organe 53 peut contenir une pluralité d'organes internes emboîtés les uns dans les autres et totalement espacés les uns des autres.
En variante également, chaque organe 53, 55 présente une forme cylindrique de base circulaire ou oblongue.
Claims (10)
1. Dispositif (15) d'absorption d'énergie mécanique de choc, destiné à être disposé dans une pièce (11) d'équipement de véhicule automobile, du type comprenant: - une base (51) ; - au moins un organe externe (53) d'absorption de choc qui fait saillie par rapport à la base (51) et qui présente au moins une première paroi (63) déformable, la base (51) et la première paroi déformable (63) délimitant un volume intérieur (56) ; et io - au moins un organe interne (55) d'absorption de choc, disposé dans le volume intérieur (56) en saillie par rapport à la base (51) et qui présente au moins une deuxième paroi (73) déformable adaptée pour n'être sollicitée qu'après le début de la déformation de ladite première paroi déformable (63) lors d'un choc; caractérisé en ce que, au montage, la deuxième paroi déformable (73) est totalement espacée de la première paroi déformable (63).
2. Dispositif (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe externe (53) comprend une paroi supérieure (65) qui s'étend en regard de la base (51) et qui est disposée, au montage, totalement espacée de l'organe interne (55), la paroi supérieure (65) et la base (51) étant reliées entre elles par la première paroi déformable (63).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première paroi déformable (63) et la deuxième paroi déformable (73) sont constituées chacune par une feuille en simple épaisseur.
4. Dispositif (15) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite 25 feuille a la forme d'un cylindre ou d'un tronc de cône.
5. Dispositif (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe interne (55) et ledit organe externe (53) sont de formes sensiblement homothétiques.
6. Dispositif (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que la base (51) comprend un support interne (59) et un support externe (57), l'organe interne (55) et l'organe externe (53) faisant saillie respectivement par rapport aux supports interne (59) et externe (57), les supports interne et externe (59, 57) étant fixés entre eux.
7. Dispositif (15) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les supports interne et externe (59, 57) sont articulés le long d'un bord latéral (61), le support interne (59) étant mobile en rotation autour du bord latéral (61) entre une position sensiblement à l'écart du support externe (57) et une position en appui contre le support externe (57).
8. Dispositif (15) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les supports interne et externe (59, 57) comportent des moyens d'accrochage mutuel io (62).
9. Procédé de fabrication d'un dispositif (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - formage d'un seul tenant d'un ensemble déformable (81, 83) comprenant d'une part, un support interne (59) et au moins un organe interne (55) en saillie par rapport au support interne (59) et d'autre part, un support externe (57) et au moins un organe externe (53) en saillie par rapport au support externe (57), les supports interne et externe (59, 57) étant articulés le long d'un bord latéral (61) et application du support interne (59) contre le support interne (57) par 20 pivotement relatif du support interne (59) par rapport au support externe (57) autour du bord latéral (61).
10. Pièce (11) d'équipement, notamment porte, de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (15) selon l'une des revendications 1 à 8.
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