WO2006136745A2 - Poutre d'absorption d'energie, notamment pour vehicule automobile, et vehicule automobile equipe d'une telle poutre - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an energy absorption beam, particularly for a motor vehicle, and a motor vehicle equipped with such a beam.
- Car manufacturers are concerned with improving passenger safety and reducing vehicle repair costs in the event of an impact, while avoiding a significant increase in vehicle weight.
- the vehicles must meet certain constraints, especially during standard shocks corresponding in particular to the shock called “pedestrian” and shock called “low speed”, also called “parking”.
- a pedestrian impact is a shock at 40 km / h against adapted elements which makes it possible to verify that the risks of serious injuries of a pedestrian at the level of his legs are limited.
- a parking shock is a shock at 4 km / h against a rigid obstacle. During such an impact, the energy absorbing beam of the vehicle must, in principle, undergo only elastic deformations so that no repair is necessary.
- the pedestrian impact requires an absorption beam whose impact behavior is soft whereas the low speed impact requires a beam whose impact behavior is rigid.
- Document FR-A-2 840 574 discloses a bumper beam which makes it possible to satisfy these contradictory requirements and which comprises a larger rear region of greater impact stiffness and a lower front region of impact stiffness.
- the front region of the lower impact stiffness beam has an outward curve and the two regions, ie the front region and the back region, are placed one behind the other.
- This provision has a disadvantage that lies mainly in the fact that, during a pedestrian impact, the deformation of the front portion along the longitudinal axis of the vehicle is small, which causes a bias of the entire beam according to a transverse axis perpendicular to this longitudinal axis. As a result, the beam must be changed and the parts placed near this beam can also be damaged.
- the object of the invention is to propose an energy absorption beam which avoids this disadvantage.
- the subject of the invention is therefore an energy absorption beam, in particular for a motor vehicle, characterized in that it comprises a cross-member portion intended to absorb the weakest impacts and two lateral branches extending the ends of said portion towards the rear and intended to absorb larger shocks.
- said portion is curved outwards
- each lateral branch comprises, at its free end, a mounting plate on a spar or on the cradle of the motor vehicle,
- said portion is formed of two vertical flanges interconnected by horizontal and vertical ribs defining cells
- each lateral branch is formed of two vertical and parallel soles interconnected by horizontal and vertical ribs defining the cells
- the ribs have an increasing thickness from front to rear
- the beam comprises a horizontal airtight partition extending between said part and the lateral branches.
- the invention also relates to a motor vehicle comprising an energy absorption beam, characterized in that the beam is a beam as previously mentioned.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of an energy absorption beam according to the invention
- FIG. 2 is a cross-sectional view along the line 2-2 of the FIg. 1,
- FIG. 3 is a cross-sectional view along line 3-3 of FIG. 1, and
- FIG. 4 is a schematic view showing an example of implantation of an energy absorption beam on a front face of a motor vehicle.
- orientations used are the usual orientations of a motor vehicle and the terms "front” and “rear” meaning in relation to the direction of normal operation of the motor vehicle.
- FIG. 1 there is diagrammatically represented an energy absorbing beam generally designated by the reference 1 and which makes it possible to meet the constraints of shocks known as “pedestrian” and “parking".
- This beam 1 is formed in one piece which comprises a central crosspiece 10 and two lateral branches each designated by the reference 20.
- the central cross member 10 constitutes a first zone A for absorbing pedestrian shocks and the side branches 20 constitute a second part B for absorbing shocks at low speed.
- the central cross member 10 is curved outwardly, that is towards the front of the motor vehicle, and the two lateral branches 20 extend the ends of the cross member 10 toward the rear of the motor vehicle.
- Each lateral branch 20 comprises, at its free end 20a, a fixing plate 21, the latter allows the attachment of the beam 1, by appropriate means, not shown, on a spar or a cradle of the motor vehicle, as it is will see later.
- the crosspiece 10 is formed of two vertical flanges, respectively 11 and 12, leaving between them a space. These flanges 11 and 12 are connected to each other by horizontal ribs 13 and vertical 14 (FIGS 1 and 2) determining cells 15. Similarly, each lateral branch 20 of the part is formed of two vertical and parallel flanges, respectively 22 and 23 (FIG 1), interconnected by horizontal ribs 24 and vertical 25 defining cells 26 ( Figure 3).
- the part constituting the energy absorbing beam 1 is calibrated to absorb the impact energy as a function of the speed and the desired level of effort and, for this, as shown in FIGS. 2 and 3, the ribs 13, 14, 24 and 25 have an increasing thickness from front to rear.
- the part forming the energy absorption beam 1 comprises an airtight partition 30 extending between the crossmember 10 and the two lateral branches 20.
- This airtight partition 30 is designed to channel the air, optimize cooling and vehicle performance just needed, avoiding losses.
- the air thus channeled makes it possible to ensure optimum cooling of the engine and proper operation of the air conditioning.
- FIG. 4 there is shown the front part of the structure of a motor vehicle which comprises a technical front 40 supporting in particular the cooling radiator, not shown, and the ventilation unit, not shown.
- This technical front 40 is supported by the two side members 41 of the vehicle body and by the cradle 42 for supporting the engine of the motor vehicle.
- the part of the energy absorbing beam 1 is mounted at the bottom on the front face 40 and is fixed on the cradle 42 by appropriate means, not shown.
- an absorber 43 of conventional type is mounted at the top between the longitudinal members 41.
- the part of the energy absorbing beam 1 can be mounted in the upper part on the front face 40 between the longitudinal members 41.
- a part forming a first energy absorption beam 1 can be mounted in the lower part on the cradle 42 and a part forming another energy absorbing beam 1 can be mounted between the longitudinal members 41 according to the energy needs to be absorbed.
- the sealing partition 30 is sized to bend or crush or tear locally depending on the areas not to impact. This partition 40 works in bending and compression and retransmits low forces to the front technical 40.
- the partition 30 is connected to the part 1 in areas determined by a thin connection.
- the central cross member 10 dedicated to pedestrian impact moves towards the rear of the vehicle along the longitudinal axis of the vehicle, without stressing along an axis perpendicular to this longitudinal axis, the lateral branches 20 dedicated to shocks at low speed and without soliciting parts located in their environment.
- the energy absorbing beam does not need to be changed for this type of shock.
- the energy absorption beam according to the invention makes it possible to satisfy the requirements of the so-called pedestrian impact and the requirements of the so-called low-speed parking collision.
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Abstract
L'invention concerne une poutre (1) d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une pièce comprenant une traverse centrale (10) galbée vers l'extérieur et destinée à absorber les plus faibles chocs et deux branches latérales (20) prolongeant les extrémités de la traverse (10) vers l'arrière et destinées à absorber les chocs plus importants.
Description
Poutre d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule automobile, et véhicule automobile équipé d'une telle poutre.
La présente invention concerne une poutre d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule automobile, et un véhicule automobile équipé d'une telle poutre.
Les constructeurs automobiles ont pour soucis d'améliorer la sécurité des passagers et de réduire les coûts de réparation des véhicules en cas de choc, tout en évitant une augmentation sensible du poids du véhicule.
Les véhicules doivent satisfaire à certaines contraintes notamment lors de chocs standards correspondant notamment au choc dit "piéton" et au choc dit "faible vitesse", également dénommé "parking".
En simulation, un choc piéton est un choc à 40 km/h contre des éléments adaptés ce qui permet de vérifier que les risques de blessures graves d'un piéton au niveau de ses jambes sont limités. Un choc parking est un choc à 4 km/h contre un obstacle rigide. Lors d'un tel choc, la poutre d'absorption d'énergie du véhicule ne doit subir, en principe, que des déformations élastiques pour qu'aucune réparation ne soit nécessaire.
Ainsi, le choc piéton requiert une poutre d'absorption dont le comportement au choc est mou alors que le choc à faible vitesse requiert une poutre dont le comportement au choc est rigide.
On connaît dans le document FR-A-2 840 574, une poutre de pare-chocs qui permet de satisfaire à ces exigences contradictoires et qui comporte une région arrière de raideur aux chocs plus importante et une région avant de raideur aux chocs plus faible.
La région avant de la poutre de raideur aux chocs plus faible présente un galbe vers l'extérieur et les deux régions, c'est à dire la région avant et la région arrière, sont placées l'une derrière l'autre.
Cette disposition présente un inconvénient qui réside principalement dans le fait que, lors d'un choc piéton, la déformation de la partie avant selon l'axe longitudinal du véhicule est peu importante ce qui entraîne une sollicitation de l'ensemble de la poutre selon un axe transversal perpendiculaire à
cet axe longitudinal. De ce fait, la poutre doit être changée et les pièces placées à proximité de cette poutre peuvent aussi être endommagées.
L'invention a pour but de proposer une poutre d'absorption d'énergie qui évite cet inconvénient.
L'invention a donc pour objet une poutre d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie formant traverse destinée à absorber les plus faibles chocs et deux branches latérales prolongeant les extrémités de ladite partie vers l'arrière et destinées à absorber les chocs plus importants.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- ladite partie est galbée vers l'extérieur,
- ladite partie et les deux branches latérales forment une seule pièce,
- chaque branche latérale comporte, à son extrémité libre, une platine de fixation sur un longeron ou sur le berceau du véhicule automobile,
- ladite partie est formée de deux semelles verticales reliées entre elles par des nervures horizontales et verticales déterminant des alvéoles,
- chaque branche latérale est formée de deux semelles verticales et parallèles reliées entre elles par des nervures horizontales et verticales déterminant les alvéoles,
- les nervures ont une épaisseur croissante de l'avant vers l'arrière,
- la poutre comporte une cloison horizontale d'étanchéité à l'air s'étendant entre ladite partie et les branches latérales.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une poutre d'absorption d'énergie, caractérisé en ce que la poutre est une poutre telle que précédemment mentionnée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une poutre d'absorption d'énergie conforme à l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne 2-2 de Ia FIg. 1 ,
- la Fig. 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la Fig. 1 , et
- la Fig. 4 est une vue schématique montrant un exemple d'implantation d'une poutre d'absorption d'énergie sur une face avant d'un véhicule automobile.
Dans la description qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile et les termes "avant" et "arrière" s'entendant par rapport au sens de la marche normale du véhicule automobile.
Sur la Fig. 1 , on a représenté schématiquement une poutre d'absorption d'énergie désignée dans son ensemble par la référence 1 et qui permet de satisfaire aux contraintes des chocs dits "piéton" et "parking".
Cette poutre 1 est formée d'une seule pièce qui comprend une traverse centrale 10 et deux branches latérales désignées chacune par la référence 20.
La traverse centrale 10 constitue une première zone A permettant d'absorber les chocs piéton et les branches latérales 20 constituent une seconde partie B permettant d'absorber les chocs à faible vitesse.
Ainsi que montré à la Fig. 1 , la traverse centrale 10 est galbée vers l'extérieur, c'est à dire vers l'avant du véhicule automobile, et les deux branches latérales 20 prolongent les extrémités de la traverse 10 vers l'arrière du véhicule automobile.
Chaque branche latérale 20 comporte, à son extrémité libre 20a, une platine 21 de fixation, cette dernière permet la fixation de la poutre 1 , par des moyens appropriés, non représentés, sur un longeron ou sur un berceau du véhicule automobile, comme on le verra ultérieurement.
La traverse 10 est formée de deux semelles verticales, respectivement 11 et 12, ménageant entre elles un espace. Ces semelles 11 et 12 sont reliées l'une à l'autre par des nervures horizontales 13 et verticales 14 (Figs. 1 et 2) déterminant des alvéoles 15.
De même, chaque branche latérale 20 de la pièce est formée de deux semelles verticales et parallèles, respectivement 22 et 23 (Fig. 1 ), reliées entre elles par des nervures horizontales 24 et verticales 25 déterminant des alvéoles 26 (Fig. 3).
La pièce constituant la poutre 1 d'absorption d'énergie est calibrée pour absorber l'énergie du choc en fonction de la vitesse et du niveau d'effort désiré et, pour cela, ainsi que montré sur les Fig. 2 et 3, les nervures 13, 14, 24 et 25 ont une épaisseur croissante de l'avant vers l'arrière.
Ainsi que représenté à la Fig. 1 , la pièce formant la poutre 1 d'absorption d'énergie comporte une cloison 30 d'étanchéité à l'air s'étendant entre la traverse 10 et les deux branches latérales 20.
Cette cloison 30 d'étanchéité à l'air est conçue pour canaliser l'air, optimiser le refroidissement et les performances du véhicule au juste nécessaire, en évitant les pertes de charge. L'air ainsi canalisé permet d'assurer un refroidissement optimum du moteur et un bon fonctionnement de la climatisation.
Sur la Fig. 4, on a représenté la partie avant de la structure d'un véhicule automobile qui comprend une face avant technique 40 supportant notamment le radiateur de refroidissement, non représenté, ainsi que le groupe de ventilation, non représenté. Cette face avant technique 40 est supportée par les deux longerons 41 de la caisse du véhicule et par le berceau 42 de support du moteur du véhicule automobile.
Plusieurs implantations de la pièce formant la poutre 1 d'absorption d'énergie peuvent être envisagées sur la partie avant du véhicule automobile.
Ainsi que montré à la Fig. 4, la pièce de la poutre 1 d'absorption d'énergie est montée en partie basse sur la face avant 40 et est fixée sur le berceau 42 par des moyens appropriés, non représentés. Dans ce cas, un absorbeur 43 de type classique est monté en partie haute entre les longerons 41.
Selon une variante, non représentée, la pièce de la poutre 1 d'absorption d'énergie peut être montée en partie haute sur la face avant 40 entre les longerons 41.
Selon une autre variante, non représentée, une pièce formant une première poutre 1 d'absorption d'énergie peut être montée en partie basse sur le berceau 42 et une pièce formant une autre poutre 1 d'absorption d'énergie peut être montée entre les longerons 41 en fonction des besoins d'énergie à absorber.
La cloison d'étanchéité 30 est dimensionnée pour se fléchir ou s'écraser ou se déchirer localement en fonction des zones à ne pas impacter. Cette cloison 40 travaille en flexion et par compression et retransmet de faibles efforts à la face avant technique 40. La cloison 30 est reliée à la pièce 1 dans des zones déterminées par une liaison de faible épaisseur.
Lors d'un choc avec un piéton, la traverse centrale 10 dédiée aux chocs piéton se déplace vers l'arrière du véhicule selon l'axe longitudinal du véhicule, sans solliciter selon un axe perpendiculaire à cet axe longitudinal, les branches latérales 20 dédiées aux chocs à faible vitesse et sans solliciter les pièces se situant dans leur environnement. Ainsi, la poutre d'absorption d'énergie n'a pas besoin d'être changée pour ce type de chocs.
La poutre d'absorption d'énergie selon l'invention permet de satisfaire aux exigences du choc dit piéton et aux exigences du choc dit parking à faible vitesse.
Claims
1. Poutre d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie formant traverse (10) destinée à absorber les plus faibles chocs et deux branches latérales (20) prolongeant les extrémités de ladite partie (10) vers l'arrière et destinées à absorber les chocs plus importants.
2. Poutre selon la revendication 1 , caractérisée en ce que ladite partie (10) est galbée vers l'extérieur.
3. Poutre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite partie (10) et les deux branches latérales (20) forment une seule pièce.
4. Poutre selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque branche latérale (20) comporte, à son extrémité libre (20a), une platine (21) de fixation sur un longeron ou sur le berceau du véhicule automobile.
5. Poutre selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite partie (10) est formée de deux semelles (11 , 12) verticales reliées entre elles par des nervures horizontales (13) et verticales (14) déterminant des alvéoles (15).
6. Poutre selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque branche latérale (20) est formée de deux semelles (21 , 22) verticales et parallèles reliées entre elles par des nervures horizontales (24) et verticales (25) déterminant les alvéoles (26).
7. Poutre selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les nervures (13, 14 ; 24, 25) ont une épaisseur croissante de l'avant vers l'arrière.
8. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une cloison horizontale (30) d'étanchéité à l'air s'étendant entre ladite partie (10) et les branches latérales (20).
9. Véhicule automobile comprenant une poutre (1 ) d'absorption d'énergie, caractérisé en ce que la poutre (1 ) est une poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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