La présente invention a trait à un dispositif d'absorption d'énergie pourThe present invention relates to an energy absorbing device for
un véhicule automobile et à un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. Les constructeurs automobiles ont pour préoccupation d'améliorer la sécurité des passagers, de réduire les coûts de réparation des véhicules en cas de chocs dits urbains , c'est-à-dire à faible vitesse, et de limiter l'agressivité des véhicules vis-à-vis des autres usagers de la route et notamment des piétons. a motor vehicle and to a motor vehicle equipped with such a device. Car manufacturers are concerned with improving passenger safety, reducing the cost of repairing vehicles in the event of so-called urban shocks, ie at low speeds, and limiting the aggressiveness of passenger vehicles. other road users, especially pedestrians.
Dans ce contexte, les véhicules automobiles doivent satisfaire à plusieurs réglementations et subir des procédures d'essais, notamment pour le choc dit piéton et le choc dit de réparabilité . Le choc piéton permet d'estimer les dommages corporels d'un individu en situation de choc sur un véhicule. Pour limiter ces dommages corporels, il est nécessaire d'absorber l'énergie cinétique sous un effort limité, ce qui se traduit, en terme d'architecture du véhicule, par la présence d'un élément absorbant mou au voisinage de la couche avant du pare-chocs. Le choc de réparabilité consiste à estimer le coût des réparations sur un véhicule testé, lorsqu'il percute un butoir rigide à faible vitesse, de l'ordre de 15 km/h. La conception du véhicule vise à réduire les coûts de réparation résultant d'un tel choc à faible vitesse en intégrant une zone, placée à l'avant du véhicule, spécialement destinée à absorber l'énergie cinétique libérée au cours de ce choc. L'effort associé à un tel choc correspond à la limite au-delà de laquelle la structure du véhicule est endommagée. In this context, motor vehicles must comply with several regulations and undergo testing procedures, especially for the so-called pedestrian shock and the so-called repairability shock. The pedestrian impact is used to estimate the bodily injury of an individual in shock on a vehicle. To limit these bodily injuries, it is necessary to absorb the kinetic energy under a limited effort, which is reflected, in terms of vehicle architecture, by the presence of a soft absorbent element in the vicinity of the front layer of the vehicle. bumper. The repairability shock consists in estimating the cost of repairs on a vehicle tested, when it hits a rigid buffer at low speed, of the order of 15 km / h. The design of the vehicle aims to reduce the repair costs resulting from such a shock at low speed by integrating an area placed at the front of the vehicle, specifically designed to absorb the kinetic energy released during this shock. The effort associated with such a shock corresponds to the limit beyond which the structure of the vehicle is damaged.
Pour répondre à ces deux configurations de chocs, le pare-chocs d'un véhicule automobile est le plus souvent constitué de deux zones distinctes de raideurs différentes, disposées l'une derrière l'autre. Une première zone de faible raideur vise à limiter les dommages corporels dans le cas d'un choc piéton, alors qu'une seconde zone, plus raide que la précédente, est dimensionnée pour le choc de réparabilité. La disposition de ces deux zones l'une derrière l'autre entraîne un encombrement et un porte-à-faux relativement importants à l'avant du véhicule. Il est par ailleurs connu de JP-B-59 038 155 de disposer, à l'intérieur d'un pare-chocs de véhicule, des rangées superposées de ressorts et de sphères de caoutchouc. Ce dispositif vise à absorber l'énergie cinétique libérée au cours d'un choc mais impose, comme les dispositifs précédents, un encombrement et un porte-à-faux importants à l'avant du véhicule. C'est à cet inconvénient qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un dispositif d'absorption d'énergie qui satisfait aux critères de sécurité lors d'un choc piéton et lors d'un choc de réparabilité à faible vitesse, tout en ayant un encombrement limité et, de ce fait, limitant le porte-à-faux à l'avant du véhicule automobile. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'absorption d'énergie pour un véhicule automobile, comprenant une poutre reliée au châssis du véhicule, caractérisé en ce que cette poutre porte, du côté opposé au châssis, un caisson contenant une rangée de corps sphériques ou cylindriques alignés selon l'axe longitudinal du caisson et apte à se déplacer les uns par rapport aux autres selon cet axe. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - des moyens de rappel élastique sont fixés entre chaque extrémité latérale du caisson et le corps adjacent ; - les moyens de rappel élastique sont des ressorts de compression de raideur comprise entre environ 0,01 et 0,1 N/mm, de préférence de l'ordre de 0,05 N/mm ; - le diamètre des corps est compris entre environ 100 mm et 160 mm; - les corps sont rigides de manière à sensiblement ne pas se comprimer sous l'effet d'un effort inférieur à environ 1 500 daN ; - les corps sont réalisés en polymère chargé en fibres de verre ; - le caisson est réalisé en polypropylène injecté ; - les corps ont une marge de débattement selon leur axe d'alignement comprise entre environ 80 et 120 mm, de préférence de l'ordre de 100 mm; - ce dispositif d'absorption d'énergie est intégré au pare-chocs du 30 véhicule. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif d'absorption d'énergie tel que décrit ci-dessus.25 Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'un dispositif d'absorption d'énergie conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'absorption d'énergie conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, dont le caisson est représenté en traits fantômes pour une meilleure visibilité ; - la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1, lors d'un choc piéton ; 10 - la figure 3A est une coupe analogue à la figure 2 mais à plus petite échelle, lors d'un choc de réparabilité ; - la figure 3B est une coupe analogue à la figure 3, lors d'un choc urbain dit parking ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 pour un dispositif 15 d'absorption d'énergie conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif d'absorption d'énergie 1, représenté à la figure 1, comprend une poutre 3 d'absorption d'énergie dont la face arrière 3B est fixée par des moyens appropriés, non représentés sur les figures, sur les deux longerons 20 avant 4 du châssis d'un véhicule automobile V. La poutre 3 porte sur sa face avant 3A un caisson 5 contenant une rangée de sphères 7. Dans cette description, les termes avant et arrière s'entendent par rapport au sens de la marche normale du véhicule automobile. Le caisson 5 du dispositif d'absorption d'énergie 1 est réalisé en 25 polypropylène injecté et dimensionné pour permettre un déplacement des sphères 7 uniquement selon l'axe longitudinal X5 du caisson 5. L'axe X5 est parallèle à l'axe longitudinal X3 de la poutre 3. Tel que représenté à la figure 3, le caisson 5 est de forme parallélépipédique. En variante, le caisson 5 peut être de forme tubulaire ou prismatique. 30 Selon la masse du véhicule automobile équipé du dispositif d'absorption d'énergie 1, le diamètre des sphères 7 est compris entre environ 100 et 160 mm. Les sphères 7 sont réalisées dans un matériau composite, du type polymère chargé en fibres de verre. Ainsi, les sphères 7 sont suffisamment rigides pour5 sensiblement ne pas se comprimer sous l'effet d'un effort inférieur à environ 1500 daN, tout en étant suffisamment légères pour que la masse du dispositif 1 soit acceptable. Le nombre des sphères 7 disposées dans le caisson 5 est adapté pour que les sphères 7 aient une marge de débattement selon l'axe X5 de l'ordre de 100 mm. Un ressort 9 de compression est fixé entre chaque extrémité latérale 5E du caisson 5 et la sphère 7 adjacente. Les ressorts 9 permettent de maintenir les sphères 7 en contact les unes contre les autres et d'atténuer les mouvements latéraux des sphères 7 en roulage. De manière avantageuse, la raideur des ressorts 9 est comprise entre 0,01 et 0,1 N/mm, de préférence de l'ordre de 0,05 N/mm. Lors d'un choc piéton, I'impacteur, qui correspond à un segment corporel, peut être modélisé par un cylindre 6 d'environ 135 mm de diamètre. Cet impacteur cylindrique 6 rencontre la partie la plus avant du dispositif 1 constituant le pare-chocs du véhicule automobile, c'est-à-dire le caisson 5. L'intrusion de l'impacteur cylindrique 6 écarte les sphères 7 contenues dans le caisson 5, comme représenté à la figure 2. La marge de débattement des sphères 7, qui vaut environ 100 mm, est adaptée pour permettre l'intrusion d'un tel impacteur cylindrique 6 entre deux sphères 7 voisines. Dans la configuration écartée des sphères 7, la raideur résultante du dispositif 1 est relativement faible, conformément aux exigences de sécurité dans le cas d'un choc avec un piéton. Lors d'un choc normalisé de réparabilité à une vitesse de 15 km/h environ, l'impacteur est un butoir 81 de rayon de courbure de l'ordre de 150 mm et qui impacte environ 40 % de la longueur du dispositif 1, comme représenté à la figure 3A. Une autre configuration de choc urbain est le choc dit parking à une vitesse de 4 km/h environ, dans lequel l'impacteur est un obstacle 83 de grande dimension, comme représenté à la figure 3B, tel qu'un mur ou un autre véhicule. De tels impacteurs 81 et 83, lorsqu'ils rencontrent le caisson 5 du dispositif 1, ne permettent plus l'écartement des sphères 7. Ces dernières forment un ensemble d'entretoises vis-à-vis de la poutre d'absorption 3. Dans ces conditions, la raideur résultante du dispositif 1 est maximale. Le caisson 5, les sphères 7 et la poutre 3, dont la raideur et les dimensions sont adaptées de manière à satisfaire aux exigences de la réglementation pour le choc de réparabilité, peuvent se déformer en fonction de l'intensité du choc. Le dispositif d'absorption d'énergie 1 conforme à l'invention permet ainsi de satisfaire aux critères de sécurité lors d'un choc piéton et lors d'un choc urbain ou de réparabilité à faible vitesse. De plus, puisque la raideur du caisson 5 et des sphères 7 est modulable en fonction de la géométrie et de la taille de l'impacteur, la zone de raideur faible allouée au choc piéton, qui correspond à une configuration écartée des sphères 7, est incluse dans la zone de raideur élevée destinée au choc de réparabilité, lorsque les sphères 7 forment un ensemble d'entretoises vis-à-vis de la poutre 3. De manière avantageuse, le dispositif 1 permet de générer des écarts de raideur beaucoup plus importants que les écarts de taille entre impacteurs. Une raideur faible est opposée à un impacteur cylindrique 6 de diamètre inférieur ou égal à 135 mm, tel qu'un segment corporel d'un piéton ou un poteau lors d'une manoeuvre de stationnement, alors qu'une raideur élevée est opposée à un impacteur 81 ou 83 de grande dimension, rencontré lors d'un choc urbain. Compte tenu de la compacité du dispositif 1, un pare-chocs de véhicule automobile utilisant ce dispositif a un encombrement sensiblement réduit, ce qui permet de limiter le porte-à-faux à l'avant du véhicule. To meet these two configurations of shocks, the bumper of a motor vehicle is usually composed of two different zones of different stiffness, arranged one behind the other. A first zone of low stiffness aims to limit the bodily injury in the case of a pedestrian impact, while a second zone, steeper than the previous one, is dimensioned for the repairability shock. The arrangement of these two areas one behind the other causes a relatively large size and overhang on the front of the vehicle. It is also known from JP-B-59 038 155 to have, within a vehicle bumper, superposed rows of springs and rubber spheres. This device aims to absorb the kinetic energy released during a shock but imposes, like the previous devices, a large size and overhang on the front of the vehicle. It is this disadvantage that the invention intends to remedy more particularly by proposing an energy absorbing device that satisfies the safety criteria during a pedestrian impact and during a low-speed repairability shock, while having a limited space and, therefore, limiting the cantilever at the front of the motor vehicle. For this purpose, the subject of the invention is a device for absorbing energy for a motor vehicle, comprising a beam connected to the chassis of the vehicle, characterized in that this beam carries, on the side opposite the chassis, a box containing a row of spherical or cylindrical bodies aligned along the longitudinal axis of the box and adapted to move relative to each other along this axis. According to other advantageous features of the invention: resilient return means are fixed between each lateral end of the box and the adjacent body; - The elastic return means are stiffness compression springs of between about 0.01 and 0.1 N / mm, preferably of the order of 0.05 N / mm; the diameter of the bodies is between approximately 100 mm and 160 mm; - The bodies are rigid so as not to substantially compress under the effect of a force less than about 1500 daN; the bodies are made of polymer loaded with glass fibers; - The box is made of injected polypropylene; the bodies have a deflection margin along their alignment axis of between approximately 80 and 120 mm, preferably of the order of 100 mm; this energy absorbing device is integrated into the bumper of the vehicle. The invention also relates to a motor vehicle comprising an energy absorbing device as described above. The characteristics and advantages of the invention will appear in the following description of several embodiments of a device energy absorption according to the invention, given solely by way of example and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic perspective view of a power absorbing device according to a first embodiment of the invention, the housing is shown in phantom for better visibility; - Figure 2 is a section along line II-II of Figure 1, during a pedestrian impact; FIG. 3A is a section similar to FIG. 2 but on a smaller scale, during a repairability shock; - Figure 3B is a section similar to Figure 3, during an urban shock said parking; FIG. 4 is a view similar to FIG. 1 for a device 15 for absorbing energy according to a second embodiment of the invention. The energy absorbing device 1, shown in FIG. 1, comprises an energy absorption beam 3 whose rear face 3B is fixed by appropriate means, not shown in the figures, on the two front longitudinal members 20 4 of the chassis of a motor vehicle V. The beam 3 carries on its front face 3A a box 5 containing a row of spheres 7. In this description, the terms front and rear are understood in relation to the direction of normal operation of the motor vehicle. The casing 5 of the energy absorbing device 1 is made of injected polypropylene and sized to allow movement of the spheres 7 only along the longitudinal axis X5 of the casing 5. The axis X5 is parallel to the longitudinal axis X3 of the beam 3. As shown in Figure 3, the box 5 is of parallelepiped shape. Alternatively, the box 5 may be tubular or prismatic. Depending on the mass of the motor vehicle equipped with the energy absorbing device 1, the diameter of the spheres 7 is between about 100 and 160 mm. The spheres 7 are made of a composite material of the polymer type loaded with glass fibers. Thus, the spheres 7 are sufficiently rigid to substantially not compress under the effect of less than about 1500 daN, while being sufficiently light that the mass of the device 1 is acceptable. The number of spheres 7 disposed in the box 5 is adapted so that the spheres 7 have a clearance margin along the axis X5 of the order of 100 mm. A compression spring 9 is fixed between each lateral end 5E of the box 5 and the adjacent sphere 7. The springs 9 make it possible to keep the spheres 7 in contact with each other and to attenuate the lateral movements of the spheres 7 during rolling. Advantageously, the stiffness of the springs 9 is between 0.01 and 0.1 N / mm, preferably of the order of 0.05 N / mm. During a pedestrian impact, the impactor, which corresponds to a body segment, can be modeled by a cylinder 6 of about 135 mm in diameter. This cylindrical impactor 6 meets the frontmost part of the device 1 constituting the bumper of the motor vehicle, that is to say the box 5. The intrusion of the cylindrical impactor 6 spreads the spheres 7 contained in the box 5, as shown in Figure 2. The deflection margin of the spheres 7, which is about 100 mm, is adapted to allow the intrusion of such a cylindrical impactor 6 between two spheres 7 neighbors. In the spaced configuration of the spheres 7, the resulting stiffness of the device 1 is relatively low, in accordance with the safety requirements in the case of a collision with a pedestrian. During a standard repairability shock at a speed of approximately 15 km / h, the impactor is a bumper 81 with a radius of curvature of the order of 150 mm and which impacts approximately 40% of the length of the device 1, as shown in Figure 3A. Another urban shock configuration is the so-called parking collision at a speed of approximately 4 km / h, in which the impactor is a large obstacle 83, as shown in FIG. 3B, such as a wall or other vehicle. . Such impactors 81 and 83, when they meet the casing 5 of the device 1, no longer allow the spacing of the spheres 7. The latter form a set of spacers vis-à-vis the absorption beam 3. In these conditions, the resulting stiffness of the device 1 is maximum. The box 5, the spheres 7 and the beam 3, whose stiffness and dimensions are adapted to meet the requirements of the regulations for the repairability shock, can be deformed depending on the intensity of the shock. The energy absorbing device 1 according to the invention thus makes it possible to satisfy the safety criteria during a pedestrian impact and during an urban shock or repairability at a low speed. In addition, since the stiffness of the box 5 and the spheres 7 is adjustable according to the geometry and the size of the impactor, the zone of low stiffness allocated to the pedestrian impact, which corresponds to a configuration spaced apart from the spheres 7, is included in the high stiffness zone for the repairability shock, when the spheres 7 form a set of spacers vis-à-vis the beam 3. Advantageously, the device 1 can generate much greater stiffness differences than the differences in size between impactors. A low stiffness is opposed to a cylindrical impactor 6 of diameter less than or equal to 135 mm, such as a body segment of a pedestrian or a pole during a parking maneuver, while a high stiffness is opposed to a impactor 81 or 83 of large size, encountered during an urban shock. Given the compactness of the device 1, a motor vehicle bumper using this device has a substantially reduced size, which limits the cantilever at the front of the vehicle.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, représenté à la figure 4, le dispositif d'absorption d'énergie 11 comprend une poutre d'absorption d'énergie 13 fixée sur les longerons avant 14 du châssis d'un véhicule automobile V. La poutre 13 porte sur sa face avant 13A un caisson 15 contenant une rangée de cylindres 17 alignés selon l'axe longitudinal X15 du caisson 15. In the second embodiment of the invention, shown in FIG. 4, the energy absorbing device 11 comprises an energy absorption beam 13 fixed on the front longitudinal members 14 of the chassis of a motor vehicle V The beam 13 carries on its front face 13A a box 15 containing a row of cylinders 17 aligned along the longitudinal axis X15 of the box 15.
L'axe longitudinal de chaque cylindre 17 est sensiblement perpendiculaire à l'axe X15 et à l'axe longitudinal X14 d'un longeron 14. La forme et les dimensions du caisson 15 sont adaptées de manière à permettre le déplacement des cylindres 17 uniquement selon l'axe X15. Les matériaux constitutifs du caisson 15 et des cylindres 17 sont similaires aux matériaux utilisés pour le caisson 5 et les sphères 7 du mode de réalisation précédent. Selon la masse du véhicule automobile équipé du dispositif 11, les cylindres 17 ont un diamètre compris entre environ 100 et 160 mm et une hauteur comprise entre environ 80 et 100 mm. The longitudinal axis of each cylinder 17 is substantially perpendicular to the axis X15 and to the longitudinal axis X14 of a spar 14. The shape and dimensions of the box 15 are adapted so as to allow the cylinders 17 to move only according to the X15 axis. The constituent materials of the caisson 15 and the cylinders 17 are similar to the materials used for the caisson 5 and the spheres 7 of the previous embodiment. According to the mass of the motor vehicle equipped with the device 11, the cylinders 17 have a diameter of between about 100 and 160 mm and a height of between about 80 and 100 mm.
Comme dans le premier mode de réalisation, le nombre de cylindres 17 placés dans le caisson 15 est adapté de manière à fournir une marge de débattement des cylindres 17 de l'ordre de 100 mm, les cylindres étant maintenus en contact les uns contre les autres au moyen de deux ressorts 19 de compression, fixés respectivement entre chaque extrémité latérale 15E du caisson 15 et le cylindre 17 adjacent. Le dispositif 11 permet une modulation de la raideur vue par un impacteur en fonction de la géométrie et de la taille de cet impacteur. Le dispositif 11 est ainsi conforme aux critères de sécurité pour un choc piéton et pour un choc urbain ou de réparabilité à faible vitesse, tout en conférant à un pare-chocs de véhicule automobile utilisant ce dispositif un encombrement relativement faible. Selon une variante non représentée de l'invention, les dispositifs d'absorption d'énergie 1 et 11 peuvent également être implantés à l'arrière du véhicule automobile V, la poutre 3 ou 13 étant alors fixée sur les longerons arrière du véhicule. As in the first embodiment, the number of cylinders 17 placed in the casing 15 is adapted to provide a margin of clearance of the cylinders 17 of the order of 100 mm, the cylinders being held in contact against each other by means of two compression springs 19, respectively fixed between each lateral end 15E of the box 15 and the adjacent cylinder 17. The device 11 allows a modulation of the stiffness seen by an impactor depending on the geometry and size of the impactor. The device 11 thus conforms to the safety criteria for a pedestrian impact and for an urban shock or repairability at low speed, while giving a motor vehicle bumper using this device a relatively small footprint. According to a not shown variant of the invention, the energy absorbing devices 1 and 11 can also be located at the rear of the motor vehicle V, the beam 3 or 13 then being fixed to the rear side members of the vehicle.