FR3015419A1

FR3015419A1 - MOTOR VEHICLE CRADLE

Info

Publication number: FR3015419A1
Application number: FR1363101A
Authority: FR
Inventors: Bernard Vitry
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-26
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: FR3015419B1

Abstract

L'invention concerne un berceau de véhicule automobile comportant un cadre de profilés (1 à 4, 1' à 4') présentant des emplacements de déformation en rotule plastique (R1 à R3, R1' à R3'), lors de l'application d'efforts (F, F') supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash, la direction de la flèche de déformation en ces dits emplacements étant prédéterminée. Selon l'invention, le berceau comporte un agencement de connexion comprenant au moins un agencement d'absorption d'énergie en traction (5, 5') fixé audit cadre.The invention relates to a cradle for a motor vehicle comprising a frame of profiles (1 to 4, 1 'to 4') having plastic spherical deformation locations (R1 to R3, R1 'to R3'), during application forces (F, F ') greater than the inciden- tal forces and the endurance efforts, in the event of a crash, the direction of the deflection arrow in these said locations being predetermined. According to the invention, the cradle comprises a connection arrangement comprising at least one tensile energy absorption arrangement (5, 5 ') fixed to said frame.

Description

BERCEAU DE VEH I CULE AUTOMOBI LE L'invention concerne un berceau de véhicule automobile. Elle concerne plus précisément un berceau de véhicule automobile comportant un cadre de profilés présentant des emplacements de déformation en rotule plastique, lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash, la direction de la flèche de déformation en ces dits emplacements étant prédéterminée. Il est connu du document de brevet WO 2008/139107 d'utiliser une biellette avant destinée à relier l'avant du berceau au longeron situé au-dessus du berceau et présentant une zone fusible en traction sous l'effet d'une force prédéterminée, cette zone étant conçue pour que sa ruine permette l'abaissement de l'avant du berceau, afin de céder lors d'un crash, lors d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels, par exemple dans des conditions de conduite extrême, et aux efforts d'endurance, et éviter que le berceau ne soit entraîner par le moteur à l'intérieur de l'habitacle. Cette biellette peut être formée d'une bande métallique sensiblement droite et la zone fusible est formée par une partie de la bande rabattue sur elle-même pour former au moins une double épaisseur. En fonction du dimensionnement de cette double épaisseur, l'écartement de ces épaisseurs et donc l'abaissement du berceau, est calibré pour se produire au-delà de la force prédéterminée choisie. Cet agencement disposé uniquement à l'avant du berceau, s'il assure l'abaissement du berceau, n'a pas pour fonction d'absorber l'énergie lors du 25 crash. Il est par ailleurs connu de fixer le berceau à chaque longeron de caisse situé au-dessus du berceau au moyen d'une biellette rigide, cette biellette étant connectée à une de ses extrémités par vissage au berceau et à son autre extrémité par vissage au longeron. Une telle biellette généralement 30 en acier supporte le berceau jusqu'à sa rupture et/ou jusqu'à la rupture de ses connexions. Elle n'absorbe aucune énergie et ne peut en moyenne résister qu'à un effort d'environ 3 tonnes.The invention relates to a cradle for a motor vehicle. It relates more specifically to a cradle of a motor vehicle comprising a frame of profiles having deformation locations plastic ball, when applying efforts greater than the incidenhal efforts and endurance efforts, in case of crash, the direction of the deformation arrow in said locations being predetermined. It is known from patent document WO 2008/139107 to use a front link for connecting the front of the cradle to the spar above the cradle and having a fusible zone in tension under the effect of a predetermined force, this zone being designed so that its ruin allows the lowering of the front of the cradle, to yield during a crash, during efforts greater than the inciden- tial efforts, for example in extreme driving conditions, and the efforts of endurance, and prevent the cradle from being driven by the engine inside the cabin. This link may be formed of a substantially straight metal band and the fuse zone is formed by a portion of the band folded on itself to form at least a double thickness. Depending on the dimensioning of this double thickness, the spacing of these thicknesses and thus the lowering of the cradle, is calibrated to occur beyond the predetermined force chosen. This arrangement disposed solely at the front of the cradle, if it ensures the lowering of the cradle, does not have the function of absorbing energy during the crash. It is also known to fix the cradle to each body spar above the cradle by means of a rigid link, this link being connected at one of its ends by screwing to the cradle and at its other end by screwing to the spar. . Such a generally steel rod supports the cradle until it breaks and / or breaks its connections. It absorbs no energy and can on average resist only an effort of about 3 tons.

Ceci étant, les berceaux de type cadre sont très contraints par l'architecture du compartiment moteur. Par conséquent, les sections constituant le berceau sont trop faibles pour permettre l'absorption de l'énergie par bottelage des profilés le constituant, lors d'un crash. Un tel 5 berceau se déforme et se détruit en cas de crash par apparition de rotules plastiques provoquées par un flambage local de la section et formation de déformations permanentes. Le cadre se comporte comme un système de barres où les rotules plastiques sont à des emplacements de tenue mécanique moindre où apparaît une déformation plastique de même comportement 10 qu'une liaison par rotule. L'objet de l'invention concerne un berceau de véhicule automobile comportant un agencement de connexion du berceau, selon lequel est utilisé la cinématique de ruine du berceau et l'absorption d'énergie par l'agencement de connexion, de façon à améliorer la tenue du véhicule en cas de crash. 15 Pour ce faire, l'invention propose un berceau de véhicule automobile comportant un cadre de profilés présentant des emplacements de déformation en rotule plastique, lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash, la direction de la flèche de déformation en ces dits emplacements étant prédéterminée, 20 caractérisé en ce qu'il comporte un agencement de connexion comprenant au moins un agencement d'absorption d'énergie en traction fixé audit cadre. Selon un premier mode de réalisation préféré, ledit agencement d'absorption d'énergie en traction est disposé entre ledit cadre et le longeron correspondant, lorsque la direction de la flèche de déformation engendrée est 25 verticale. Selon un second mode de réalisation préféré, ledit agencement d'absorption d'énergie en traction est disposé entre deux emplacements dudit cadre, lorsque la direction de la flèche de déformation engendrée est horizontale. 30 Ledit cadre comportant deux profilés longitudinaux, ledit agencement d'absorption d'énergie en traction est de préférence connecté à au moins un dit profilé longitudinal.This being so, frame-type cradles are very constrained by the architecture of the engine compartment. Consequently, the sections constituting the cradle are too weak to allow the energy absorption by bundling of the sections constituting it, during a crash. Such a cradle is deformed and destroyed in case of crash by appearance of plastic hinges caused by local buckling of the section and formation of permanent deformations. The frame behaves as a system of bars where the plastic hinges are at locations of lesser mechanical strength where a plastic deformation of the same behavior as a ball joint occurs. The object of the invention relates to a motor vehicle cradle having a connection arrangement of the cradle, according to which the cradle ruin kinematics is used and the energy absorption by the connection arrangement, so as to improve the holding of the vehicle in case of crash. To this end, the invention proposes a cradle for a motor vehicle comprising a frame of profiles having plastic spherical deformation locations, when applying forces greater than the incidental forces and the endurance efforts, in case of crash, the direction of the deflection arrow in said locations being predetermined, characterized in that it comprises a connection arrangement comprising at least one tensile energy absorption arrangement attached to said frame. According to a first preferred embodiment, said tensile energy absorption arrangement is disposed between said frame and the corresponding spar, when the direction of the generated deformation arrow is vertical. According to a second preferred embodiment, said traction energy absorption arrangement is disposed between two locations of said frame, when the direction of the deformation arrow generated is horizontal. Said frame comprising two longitudinal sections, said tensile energy absorption arrangement is preferably connected to at least one said longitudinal profile.

Lorsque la direction de la flèche de déformation engendrée est verticale, ledit agencement de connexion est avantageusement disposé à proximité d'une dite rotule présentant la flèche de déformation engendrée maxim ale.When the direction of the deformation arrow generated is vertical, said connection arrangement is advantageously arranged near a said ball joint having the maximum deformation arrow generated ale.

Lorsque la direction de la flèche de déformation engendrée est horizontale, ledit agencement de connexion est de préférence disposé entre deux dites rotules présentant la flèche de déformation engendrée maximale. Ledit agencement d'absorption d'énergie peut être constitué d'un agencement de tôle pliée, d'un agencement de piston comprimant un 10 matériau, lors de son extension, ou d'un agencement de piston cisaillant un matériau, lors de son extension. De préférence, ledit agencement de connexion est fixé par agencement de vissage audit cadre et/ou audit longeron. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne 15 représentant que des modes de réalisation préférés. La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de berceau de véhicule automobile. Les figures 2A à 2D sont des vues schématiques de côté d'un tel berceau, conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. 20 Les figures 3A et 3B sont des vues schématiques de dessus d'un berceau, conforme à un second mode de réalisation. Les figures 4A et 4B sont des vues illustrant un premier exemple de réalisation d'un agencement de connexion, conforme à l'invention. Les figures 5A et 5B sont des vues illustrant un deuxième exemple de 25 réalisation d'un agencement de connexion, conforme à l'invention. Les figures 6A et 6B sont des vues illustrant un troisième exemple de réalisation d'un agencement de connexion, conforme à l'invention. A titre d'exemple, la figure 1 représente un berceau de véhicule automobile formé d'un cadre de profilés comportant deux profilés 30 longitudinaux 1, 2 et deux profilés transversaux avant et arrière 3, 4. Le berceau est conçu avec une maîtrise de ses déformations en cas de crash en fonction de divers paramètres du véhicule. Il présente des emplacements de déformation en rotule plastique, lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash, la direction de la flèche de déformation en ces dits emplacements étant prédéterminée. Dans ce cas précis, il est supposé conçu pour engendrer des flèches 5 verticales, comme illustré sur les figures 2, où un seul profilé longitudinal 1 est schématisé. Ce profilé 1, tout comme l'autre profilé longitudinal 2, présente ici globalement sur sa longueur trois rotules plastiques R1, R2 et R3, lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts 10 d'endurance, en cas de crash. Ces rotules plastiques correspondent à des emplacements de moindre tenue mécanique, suite par exemple à une différence de section et/ou une soudure entre profilés du cadre, comme par exemple les emplacements A, B et C, visibles sur la figure 1. En fait, dans le temps, compte-tenu de l'effort du crash qui est 15 symbolisé par la flèche de déformation F, une première rotule R1 apparaît comme illustré sur la figure 2A puis, quasiment en même temps, les seconde et troisième rotules R2 et R3 apparaissent, comme illustré sur les figures 2B et 2C. Selon l'invention, un agencement de connexion comporte deux 20 agencements d'absorption d'énergie en traction 5 disposé entre chaque profilé longitudinal 1, 2 du cadre et le longeron supérieur 6 correspondant, la direction de la flèche de déformation engendrée étant verticale. De préférence, l'agencement de connexion 5 est disposé à proximité de la deuxième rotule R2 présentant la flèche de déformation engendrée 25 maximale, comme illustré sur la figure 2D. Cette solution permet d'absorber environ 3 kJ sur chaque profilé longitudinal 1, 2, soit au total environ 6 kJ pour l'ensemble du berceau, pour une flèche de déformation de déformation de 100 mm, s'ajoutant à la capacité d'énergie absorbée du berceau en soi. 30 Dans un autre cas, qui peut être supplémentaire au premier cas, le berceau est supposé conçu pour engendrer des flèches de direction horizontale, comme illustré sur les figures 3, où le berceau est vu de dessus et l'effort du crash symbolisé par la flèche F'.When the direction of the deformation arrow generated is horizontal, said connection arrangement is preferably disposed between two said ball joints having the maximum generated deformation arrow. Said energy absorbing arrangement may consist of a folded sheet arrangement, a material compressing piston arrangement, when extending, or a material shearing piston arrangement, upon its extension. . Preferably, said connection arrangement is fixed by screwing arrangement to said frame and / or said spar. The invention is hereinafter described in more detail with the aid of figures representing only preferred embodiments. Figure 1 is a perspective view of an example of a cradle of a motor vehicle. Figures 2A to 2D are schematic side views of such a cradle, according to a first embodiment of the invention. Figures 3A and 3B are schematic top views of a cradle according to a second embodiment. Figures 4A and 4B are views illustrating a first embodiment of a connection arrangement according to the invention. Figs. 5A and 5B are views illustrating a second exemplary embodiment of a connection arrangement according to the invention. Figures 6A and 6B are views illustrating a third embodiment of a connection arrangement according to the invention. By way of example, FIG. 1 represents a cradle of a motor vehicle formed of a frame of profiles comprising two longitudinal sections 1, 2 and two transverse profiles front and rear 3, 4. The cradle is designed with a control of its deformations in case of crash depending on various parameters of the vehicle. It has deformation sites in plastic ball, when applying forces greater than the inciden- tal forces and endurance efforts, in case of crash, the direction of the deflection arrow in said locations being predetermined. In this case, it is supposed to be designed to generate vertical arrows, as shown in FIG. 2, where only one longitudinal section 1 is shown schematically. This profile 1, like the other longitudinal profile 2, here generally has on its length three plastic ball joints R1, R2 and R3, when applying forces greater than the inciden- tal forces and endurance efforts, in case of crash. These plastic hinges correspond to locations of lesser mechanical strength, for example due to a difference in section and / or a weld between the frame profiles, such as for example the locations A, B and C, visible in Figure 1. In fact, in time, taking into account the effort of the crash which is symbolized by the deflection arrow F, a first ball R1 appears as shown in Figure 2A and then, almost at the same time, the second and third ball joints R2 and R3 appear as shown in Figures 2B and 2C. According to the invention, a connection arrangement comprises two tensile energy absorption arrangements 5 disposed between each longitudinal profile 1, 2 of the frame and the corresponding upper spar 6, the direction of the deformation arrow generated being vertical. Preferably, the connection arrangement 5 is disposed near the second ball joint R2 having the maximum generated deformation arrow, as illustrated in FIG. 2D. This solution makes it possible to absorb about 3 kJ on each longitudinal section 1, 2, ie in total about 6 kJ for the entire cradle, for a deflection deformation arrow of 100 mm, adding to the energy capacity absorbed from the cradle itself. In another case, which may be supplementary to the first case, the cradle is supposed to be designed to generate arrows of horizontal direction, as illustrated in FIG. 3, where the cradle is seen from above and the effort of the crash symbolized by the arrow F '.

Le berceau comporte ici un cadre de profilés comportant deux profilés longitudinaux 1', 2' et deux profilés transversaux avant et arrière 3', 4'. Le berceau est conçu avec une maîtrise de ses déformations en cas de crash en fonction de divers paramètres du véhicule.The cradle here comprises a frame of profiles comprising two longitudinal sections 1 ', 2' and two transverse profiles front and rear 3 ', 4'. The cradle is designed with a control of its deformations in case of crash according to various parameters of the vehicle.

Il présente des emplacements de déformation en rotule plastique, lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash, la direction de la flèche de déformation en ces dits emplacements étant prédéterminée. Chaque profilé longitudinal 1', 2', présente ici globalement sur sa 10 longueur trois rotules plastiques R1', R2' et R3', lors de l'application d'efforts supérieurs aux efforts incidentiels et aux efforts d'endurance, en cas de crash symbolisé par la flèche F', comme illustré sur la figure 3B. Selon l'invention, l'agencement de connexion comporte un agencement d'absorption d'énergie en traction 5' disposé entre deux emplacements du 15 cadre, la direction de la flèche de déformation engendrée étant horizontale. De préférence, l'agencement de connexion 5' est disposé entre les deux rotules R'2 présentant la flèche de déformation engendrée maximale. Dans tous les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'agencement de connexion 5, 5' est de préférence fixé par agencement de vissage au cadre 20 et/ou au longeron, et cet agencement de vissage est conçu et dimensionné pour assurer une résistance de l'ordre de 3 tonnes. Par ailleurs, l'agencement d'absorption d'énergie 5, 5' peut par exemple être constitué d'un agencement de tôle dépliée ou déroulée comme illustré sur les figures 4, d'un agencement de piston comprimant un matériau 25 lors de son extension comme illustré sur les figures 5 ou d'un agencement de piston cisaillant un matériau lors de son extension comme illustré sur les figures 6. L'agencement de tôle pliée tel que représenté sur la figure 4A comporte un cylindre de tôle 7 présentant un double pli 8 qui, lors du crash, 30 se déplie comme représenté sur la figure 4B, en absorbant de l'énergie en traction. L'agencement de piston comprimant un matériau lors de son extension tel que représenté sur la figure 5A comporte un piston 9 enfermant dans son enveloppe une matière comprimable 10, qui peut être un agencement en nid d'abeille, une tôle ondulée, une mousse, une résine ou équivalent. Lors du crash, le piston 9 comprime ce matériau 10 qui absorbe l'énergie en traction, comme illustré sur la figure 5B. Le niveau d'énergie d'absorption obtenu est supérieur à celui de la variante précédente. L'agencement de piston cisaillant un matériau lors de son extension tel que représenté sur la figure 6A comporte un piston 11 enfermant dans son enveloppe une matière 12. Ce piston 11 est de section non circulaire et est pourvu de nervures radiales 13 qui, lors du crash, usine par cisaillement le matériau 12 en absorbant l'énergie en traction, comme illustré sur la figure 6B. Le niveau d'énergie d'absorption obtenu est supérieur à celui de la variante précédente.It has deformation sites in plastic ball, when applying forces greater than the inciden- tal forces and endurance efforts, in case of crash, the direction of the deflection arrow in said locations being predetermined. Each longitudinal section 1 ', 2', here generally has on its length three plastic ball joints R1 ', R2' and R3 ', during the application of forces greater than the incident forces and endurance efforts, in case of crash symbolized by the arrow F ', as shown in Figure 3B. According to the invention, the connection arrangement comprises a traction energy absorption arrangement 5 'disposed between two locations of the frame, the direction of the deformation arrow generated being horizontal. Preferably, the connection arrangement 5 'is disposed between the two ball joints R'2 having the maximum generated deformation arrow. In all the embodiments described above, the connection arrangement 5, 5 'is preferably fixed by screwing arrangement to the frame 20 and / or the spar, and this screwing arrangement is designed and dimensioned to provide resistance. of the order of 3 tons. On the other hand, the energy absorbing arrangement 5, 5 'may for example consist of an unfolded or unwound sheet metal arrangement as illustrated in FIGS. 4, of a piston arrangement compressing a material 25 during its extension as illustrated in FIGS. 5 or a piston arrangement shearing a material during its extension as illustrated in FIGS. 6. The folded sheet arrangement as shown in FIG. 4A comprises a sheet metal cylinder 7 having a double fold 8 which, during the crash, 30 unfolds as shown in Figure 4B, absorbing energy in traction. The piston arrangement compressing a material during its extension as shown in FIG. 5A comprises a piston 9 enclosing in its envelope a compressible material 10, which may be a honeycomb arrangement, a corrugated sheet, a foam, a resin or equivalent. During the crash, the piston 9 compresses this material 10 which absorbs energy in tension, as shown in Figure 5B. The level of absorption energy obtained is greater than that of the previous variant. The piston arrangement shearing a material during its extension as shown in Figure 6A comprises a piston 11 enclosing in its casing a material 12. This piston 11 is of non-circular section and is provided with radial ribs 13 which, during the crash, shear plant material 12 absorbing energy in tension, as shown in Figure 6B. The level of absorption energy obtained is greater than that of the previous variant.

Claims

REVENDICATIONS1. Motor vehicle cradle comprising a frame of profiles (1 to 4, 1 'to 4') having plastic spherical deformation locations (R1 to R3, R1 'to R3'), during the application of forces (F , F ') superior to the incidental forces and the endurance efforts, in case of a crash, the direction of the deflection arrow in these said locations being predetermined, characterized in that it comprises a connection arrangement comprising at least one arrangement tensile energy absorption device (5, 5 ') fixed to said frame.

2. Cradle according to claim 1, characterized in that said traction energy absorbing arrangement (5) is disposed between said frame and the spar (6) corresponding, when the direction of the deformation arrow generated is vertical.

3. Cradle according to claim 1 or 2, characterized in that said traction energy absorbing arrangement (5 ') is disposed between two locations of said frame, when the direction of the deformation arrow generated is horizontal.

4. Cradle according to one of the preceding claims, said frame comprising two longitudinal sections (1, 2, 1 ', 2'), characterized in that said tensile energy absorption arrangement (5, 5 ') is fixed to at least one said longitudinal profile.

5. Cradle according to claim 2 or 4, characterized in that, when the direction of the deformation arrow generated is vertical, said connection arrangement (5) is disposed near a said ball (R2) having the arrow of maximum generated deformation.

6. Cradle according to claim 3 or 4, characterized in that, when the direction of the deformation arrow generated is horizontal, said connection arrangement (5 ') is disposed between said two ball joints (R2') having the deformation arrow generated maximum.

7. Cradle according to one of the preceding claims, characterized in that said energy absorbing arrangement (5, 5 ') consists of a folded sheet arrangement (7).

8. Cradle according to one of claims 1 to 6, characterized in that said energy absorbing arrangement (5, 5 ') consists of a piston arrangement (9) compressing a material (10), when of its extension.

9. Cradle according to one of claims 1 to 6, characterized in that said energy absorbing arrangement (5, 5 ') consists of a piston arrangement (11) shearing a material (12), when of its extension.

10.Comb according to one of the preceding claims, characterized in that said connection arrangement (5, 5 ') is fixed by screwing arrangement to said frame and / or said spar.