WO2010089489A1 - Structure de l'avant de la caisse d'un vehicule automobile et vehicule comportant une telle structure - Google Patents

Structure de l'avant de la caisse d'un vehicule automobile et vehicule comportant une telle structure Download PDF

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spar
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Saïd Benane
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Peugeot Citroën Automobiles SA
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    • B62D25/084—Radiator supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means

Definitions

  • the present invention relates to a structure of the front of the body of a motor vehicle.
  • the structure of the front of the body of a motor vehicle comprises, as shown in the exploded perspective view of Figure 1, a transverse beam 1, each of which is connected to both a shock absorber 2.
  • a transverse beam 1 In mounted position each of the shock absorbers 2 is supported on a plate 3 attached to the rear of the absorber 2 and the front end of each of the two longitudinal members 4 also called stretchers.
  • the beam 1 also carries two straps 5 extending downwards, the lower end is intended to carry a lower shock absorption beam called "pedestrian impact”.
  • an element 6 called half-facade element fixed on the inner side face of each spar 4 extends vertically near the front end of the spar 4.
  • EP 1 839 959 discloses a plate fixed on the end of a front spar serving as a support for a shock absorber.
  • This plate has a lateral extension reinforced by ribs intended to be fixed on the end of a crossbar connecting the two longitudinal members.
  • This crossbar gives the platen optimum rigidity in case of shock of the type mentioned above.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of known structures, such as described above.
  • a structure of the front of the body of a motor vehicle comprising a transverse beam each of which is connected to both a shock absorber carrying at its rear end a fixed plate on the end of one of the two longitudinal spars, a half-facade element fixed on the inner side face of each spar extending substantially vertically near the front end of the spar, characterized in that said platen comprises a lateral extension that partially overlaps said half-facade element.
  • said half-facade element comprises a folded front edge extending substantially in the junction plane between said plate and the end of the spar, said lateral extension of the plate partially covering said front edge.
  • the lateral extension of the plate completely covers said front edge folded in the width direction thereof and partially covers this border in the direction of the length thereof. Also preferably, the overlap zone between the plate and said folded front edge is located in an upper corner of the plate.
  • one of the edges of the tab is located substantially to the right of the free edge of said border and the length of the tab is greater than the width of said border.
  • said plate is made of steel and may have a thickness of between 2 and 4 mm.
  • the overlap surface between said lateral extension of the plate and said border of the half-facade element has a width of between 10 and 30 mm and a height of between 40 and 80 mm.
  • the invention also relates to a motor vehicle whose body has a structure according to the invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the essential elements of the front structure according to the invention
  • FIG. 3 is another perspective view showing the top of the structure shown in FIG. 2, the elements being assembled,
  • FIG. 4 is a view showing the front face of the plate of the structure according to the invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the rear face of the plate shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 is another perspective view of the structure shown in FIGS. 2 and 3;
  • FIG. 7 is a view from the rear of the structure according to the invention.
  • FIG. 8 is a view from above of the structure
  • FIG. 9 is a reduced scale top view of the structure before impact against a wall inclined by 10 °
  • FIG. 10 is a view similar to Figure 9 on a slightly enlarged scale showing the state of the structure after impact against the wall.
  • the structure of the front of the body of a motor vehicle shown in Figures 2, 3 and 6 to 10 comprises, as in the case of the known structure shown in Figure 1, a transverse beam before 1 whose ends are each fixed on a shock absorber 2 whose rear end is fixed on a plate 3 which is itself fixed on the front end of a spar 4.
  • the plate 3 is fixed to the absorber 2 by means of screws (not shown) passing through holes such as 7 formed in the plate 3 as well as holes such as 8 formed in a plate 9 (see FIGS. 2 and 3) carried by the rear end of the absorber 2.
  • the plate 3 comprises a central recess 10 (see Figures 2, 4 and 5) which opens inside the spar 4.
  • this recess 10 carries folded tabs 1 1, 12, 13 (see in particular Figure 5) which are welded to the outer surface of the spar 4.
  • the axis of the absorber 2 is aligned with that of the spar 4 and this axis is perpendicular to that of the transverse beam 1.
  • Figures 2, 3 and 6 to 9 show that a half-facade element 6 is fixed against the inner side face 4a of the spar 4 (see in particular Figure 6).
  • This half-facade element 6 extends in a substantially vertical direction.
  • This half-facade element 6 has a front edge 14 bent at right angles to its face which is fixed to the spar 4.
  • This front edge 14 extends substantially in the plane of junction between the plate 3 and the front end of the spar 4.
  • the plate 3 has a lateral extension 3a.
  • the lateral extension 3a of the plate 3 completely covers the folded front edge 14 in the width direction thereof and partially covers this edge in the direction of the length of the it.
  • the figures above show that the area of overlap between the plate 3 and the folded front edge 14 of the element 6 is located in an upper corner of the plate 3.
  • the upper edge of the plate 3 comprises in the zone of its lateral extension 3a, a tab 15 folded forward.
  • One 15a of the edges of the tab 15 is located substantially at the free edge of the folded edge 14 and the length of the tab 15 measured in the direction of its fold is greater than the width of the edge 14.
  • the fold of the tab 15 extends not only on the edge 14 but also on a portion of the end of the spar 4.
  • the plate 3 may be steel type E390D and have a thickness of between 2 and 4 mm.
  • the covering surface S (see FIG. 7) between the lateral extension 3a of the plate 3 and the edge 14 of the half-facade element 6 may for example have a width of between 10 and 30 mm and a height between 40 and 80 mm.
  • FIGS. 9 and 10 show a wall 16 inclined by 16 ° against which a structure according to the invention is moved at a speed of 16 km / h to test its behavior during the impact against this wall 16. During this shock, a force F is applied against the structure.
  • FIG. 10 shows that, after the shock, the absorber 2 has shrunk considerably but has remained in the axis of the spar 4.
  • This rigidity of the plate 3 is mainly due to the fact that it comprises a lateral extension 3a which rests on the front edge 14 of the half-facade element 6 and the reinforcement constituted by the folded tab 15 which increases the resistance bending the plate 3 in the overlap zone of this plate with the edge 14 of the element 6.
  • the main advantage of the present invention lies in the fact that the improvement of the behavior of the structure according to the invention, in the event of impact of the type mentioned above is obtained simply by modifying a single piece of the structure, namely the plate 3, that is to say without adding an additional piece to this structure.

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Abstract

Structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile comprenant une poutre transversale (1 ) dont chacune des deux extrémités est reliée à un absorbeur de choc (2) portant à son extrémité arrière une platine (3) fixée sur l'extrémité de l'un (4) des deux longerons avant, un élément de demi-façade (6) fixé sur la face latérale intérieure (4a) de chaque longeron (4) s'étendant sensiblement verticalement près de l'extrémité avant du longeron (4), caractérisée en ce que ladite platine (3) comporte une extension latérale (3a) qui recouvre partiellement ledit élément de demi-façade (6).

Description

STRUCTURE DE L'AVANT DE LA CAISSE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET VEHICULE COMPORTANT UNE TELLE STRUCTURE.
La présente invention concerne une structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile.
La structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile comprend, comme montré sur la vue en perspective éclatée de la figure 1 , une poutre transversale 1 dont chacune des deux extrémités est reliée à un absorbeur de choc 2. En position montée, chacun des absorbeurs de choc 2 prend appui sur une platine 3 fixée à l'arrière de l'absorbeur 2 et à l'extrémité avant de chacun des deux longerons 4 également appelés brancards.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1 , la poutre 1 porte également deux bretelles 5 s'étendant vers le bas dont l'extrémité inférieure est destinée à porter une poutre inférieure d'absorption des chocs dits « chocs piétons ».
Par ailleurs, un élément 6 appelé élément de demi-façade fixé sur la face latérale intérieure de chaque longeron 4 s'étend verticalement près de l'extrémité avant du longeron 4.
Dans ce mode de réalisation, il n'existe aucune liaison entre la platine 3 et l'élément de demi-façade 6.
Lors de l'étude d'un nouveau véhicule, la structure ci-dessus est testée lors d'un choc à une vitesse de 16 km/h contre un mur incliné de 10° par rapport à la trajectoire du véhicule, le recouvrement de l'avant du véhicule avec le mur étant égal à 40%. A la suite d'un tel choc, les dégâts subis par le véhicule sont évalués et les frais de réparation sont chiffrés.
Le but de ces tests est de réaliser une structure de l'avant de la caisse du véhicule qui soit apte à absorber les chocs frontaux à faible vitesse et qui soit réparable facilement et à moindres frais. Or, la structure actuelle de l'avant de la caisse des véhicules automobiles ne permet pas d'éviter, en cas de choc du type décrit ci-dessus, une rotation de l'absorbeur autour d'un axe vertical qui peut entraîner des coûts élevés de réparation. Le document EP 1 839 959 décrit une platine fixée sur l'extrémité d'un longeron avant servant d'appui pour un absorbeur de choc.
Cette platine comporte une extension latérale renforcée par des nervures destinée à être fixée sur l'extrémité d'une traverse reliant les deux longerons. Cette traverse confère à la platine une rigidité optimale en cas de choc du type évoqué ci-dessus.
Cependant, la présence d'une traverse augmente le coût de la structure.
Par ailleurs, le document ci-dessus n'évoque pas la présence et la position d'éléments de demi-façade tels que ceux représentés sur la figure 1. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des structures connues, telles que décrites ci-dessus.
Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à une structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile comprenant une poutre transversale dont chacune des deux extrémités est reliée à un absorbeur de choc portant à son extrémité arrière une platine fixée sur l'extrémité de l'un des deux longerons avant, un élément de demi-façade fixé sur la face latérale intérieure de chaque longeron s'étendant sensiblement verticalement près de l'extrémité avant du longeron, caractérisée en ce que ladite platine comporte une extension latérale qui recouvre partiellement ledit élément de demi-façade. Le recouvrement entre l'extension latérale de la platine et l'élément de demi-façade permet d'augmenter la rigidité de l'appui de la platine sur l'extrémité du longeron et sur l'élément de demi-façade, ce qui permet d'éviter la rotation de l'absorbeur en cas de choc à faible vitesse du type évoqué plus haut et par conséquent de réduire le coût des réparations. De préférence, ledit élément de demi-façade comporte une bordure avant pliée s'étendant sensiblement dans le plan de jonction entre ladite platine et l'extrémité du longeron, ladite extension latérale de la platine recouvrant partiellement ladite bordure avant.
Selon une version particulièrement avantageuse de l'invention, l'extension latérale de la platine recouvre totalement ladite bordure avant pliée dans le sens de la largeur de celle-ci et recouvre partiellement cette bordure dans le sens de la longueur de celle-ci. De préférence également, la zone de recouvrement entre la platine et ladite bordure avant pliée est située dans un coin supérieur de la platine.
Avantageusement, l'un des bords de la patte est situé sensiblement au droit du bord libre de ladite bordure et la longueur de la patte est supérieure à la largeur de ladite bordure.
A titre d'exemple non limitatif, ladite platine est en acier et peut présenter une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm.
A titre d'exemple également, la surface de recouvrement entre ladite extension latérale de la platine et ladite bordure de l'élément de demi-façade présente une largeur comprise entre 10 et 30 mm et une hauteur comprise entre 40 et 80 mm.
L'invention concerne également un véhicule automobile dont la caisse présente une structure selon l'invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs :
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée montrant les éléments essentiels de la structure avant selon l'invention,
- la figure 3 est une autre vue en perspective montrant le dessus de la structure représentée sur la figure 2, les éléments étant assemblés,
- la figure 4 est une vue montrant la face avant de la platine de la structure selon l'invention,
- la figure 5 est une vue en perspective montrant la face arrière de la platine représentée sur la figure 4, - la figure 6 est une autre vue en perspective de la structure représentée sur les figures 2 et 3,
- la figure 7 est une vue de l'arrière de la structure selon l'invention,
- la figure 8 est une vue de dessus de la structure,
- la figure 9 est une vue de dessus à échelle réduite de la structure avant un choc contre un mur incliné de 10°,
- la figure 10 est une vue analogue à la figure 9 à échelle légèrement agrandie montrant l'état de la structure après choc contre le mur. La structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile représentée sur les figures 2, 3 et 6 à 10 comporte, comme dans le cas de la structure connue représentée sur la figure 1 , une poutre transversale avant 1 dont les extrémités sont fixées chacune sur un absorbeur de choc 2 dont l'extrémité arrière est fixée sur une platine 3 qui est elle-même fixée sur l'extrémité avant d'un longeron 4.
La platine 3 est fixée à l'absorbeur 2 grâce à des vis (non représentées) traversant des trous tels que 7 formés dans la platine 3 ainsi que des trous tels que 8 formés dans une plaque 9 (voir figures 2 et 3) portée par l'extrémité arrière de l'absorbeur 2. La platine 3 comporte un évidement central 10 (voir figures 2, 4 et 5) qui débouche à l'intérieur du longeron 4.
Le bord de cet évidement 10 porte des pattes repliées 1 1 , 12, 13 (voir notamment la figure 5) qui sont soudées sur la surface extérieure du longeron 4.
En position assemblée, l'axe de l'absorbeur 2 est aligné avec celui du longeron 4 et cet axe est perpendiculaire à celui de la poutre transversale 1.
Par ailleurs, les figures 2, 3 et 6 à 9 montrent qu'un élément de demi-façade 6 est fixé contre la face latérale intérieure 4a du longeron 4 (voir notamment la figure 6).
Cet élément de demi-façade 6 s'étend dans une direction sensiblement verticale.
Cet élément de demi-façade 6 comporte une bordure avant 14 pliée à angle droit par rapport à sa face qui est fixée au longeron 4.
Cette bordure avant 14 s'étend sensiblement dans le plan de jonction entre la platine 3 et l'extrémité avant du longeron 4. Conformément à l'invention, la platine 3 comporte une extension latérale 3a
(voir notamment les figures 2, 3, 6, 7 et 8) qui recouvre au moins partiellement la bordure avant pliée 14 de l'élément de demi-façade 6.
Dans l'exemple montré par les figures ci-dessus, l'extension latérale 3a de la platine 3 recouvre totalement la bordure avant pliée 14 dans le sens de la largeur de celle-ci et recouvre partiellement cette bordure dans le sens de la longueur de celle-ci. De plus, les figures ci-dessus montrent que la zone de recouvrement entre la platine 3 et la bordure avant pliée 14 de l'élément 6 est située dans un coin supérieur de la platine 3.
Par ailleurs, le bord supérieur de la platine 3 comporte dans la zone de son extension latérale 3a, une patte 15 repliée vers l'avant.
L'un 15a des bords de la patte 15 est situé sensiblement au droit du bord libre de la bordure pliée 14 et la longueur de la patte 15 mesurée dans la direction de son pli est supérieure à la largeur de la bordure 14.
Ainsi, le pli de la patte 15 s'étend non seulement sur la bordure 14 mais également sur une partie de l'extrémité du longeron 4.
A titre d'exemple, la platine 3 peut être en acier du type E390D et présenter une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm.
La surface de recouvrement S (voir figure 7) entre l'extension latérale 3a de la platine 3 et la bordure 14 de l'élément de demi-façade 6 peut par exemple présenter une largeur comprise entre 10 et 30 mm et une hauteur comprise entre 40 et 80 mm.
Les figures 9 et 10 représentent un mur 16 incliné de 16° contre lequel une structure selon l'invention est déplacée à une vitesse de 16 km/h pour tester son comportement lors du choc contre ce mur 16. Lors de ce choc, une force F est appliquée contre la structure.
La figure 10 montre, qu'après le choc, l'absorbeur 2 s'est considérablement rétréci mais est resté dans l'axe du longeron 4.
Il n'a pas dévié par rapport à cet axe, grâce à la rigidité de la platine 3.
Cette rigidité de la platine 3 est principalement due au fait qu'elle comporte une extension latérale 3a qui s'appuie sur la bordure avant 14 de l'élément de demi-façade 6 et au renforcement constitué par la patte repliée 15 qui augmente la résistance à la flexion de la platine 3 dans la zone de recouvrement de cette platine avec la bordure 14 de l'élément 6.
Ainsi, seuls la poutre 1 et l'absorbeur 2 ont été endommagés par le choc et nécessitent d'être remplacés.
Le coût de la réparation est par conséquent réduit.
Le principal avantage de la présente invention réside dans le fait que l'amélioration du comportement de la structure selon l'invention, en cas de choc du type évoqué ci-dessus est obtenue simplement en modifiant une seule pièce de la structure, à savoir la platine 3, c'est-à-dire sans ajouter une pièce supplémentaire à cette structure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile comprenant une poutre transversale (1 ) dont chacune des deux extrémités est reliée à un absorbeur de choc (2) portant à son extrémité arrière une platine (3) fixée sur l'extrémité de l'un (4) des deux longerons avant, un élément de demi-façade (6) fixé sur la face latérale intérieure (4a) de chaque longeron (4) s'étendant sensiblement verticalement près de l'extrémité avant du longeron (4), caractérisée en ce que ladite platine (3) comporte une extension latérale (3a) qui recouvre partiellement ledit élément de demi-façade (6) et en ce que le bord supérieur de la platine (3) comporte dans la zone de son extension latérale (3a) une patte (15) repliée vers l'avant afin d'augmenter la résistance à la flexion de la platine (3) dans la zone de recouvrement de cette platine avec ledit élément de demi-façade (6).
2. Structure selon la revendication 1 , caractérisée en ce que ledit élément de demi-façade (6) comporte une bordure avant pliée (14) s'étendant sensiblement dans le plan de jonction entre ladite platine (3) et l'extrémité du longeron (4), ladite extension latérale (3a) de la platine (3) recouvrant partiellement ladite bordure avant (14).
3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'extension latérale (3a) de la platine (3) recouvre totalement ladite bordure avant pliée (14) dans le sens de la largeur de celle-ci et recouvre partiellement cette bordure (14) dans le sens de la longueur de celle-ci.
4. Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la zone de recouvrement entre la platine (3) et ladite bordure avant pliée (14) est située dans un coin supérieur de la platine (3).
5. Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'un des bords de la patte (15) est situé sensiblement au droit du bord libre de ladite bordure (14) et la longueur de la patte (15) est supérieure à la largeur de ladite bordure (14).
6. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite platine (3) est en acier et présente une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm.
7. Structure selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la surface de recouvrement entre ladite extension latérale (3a) de la platine (3) et ladite bordure (14) de l'élément de demi-façade (6) présente une largeur comprise entre 10 et 30 mm et une hauteur comprise entre 40 et 80 mm.
8. Véhicule automobile dont la caisse présente une structure selon l'une des revendications 1 à 7.
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