WO2014072602A1 - Vehicule automobile comportant une traverse avant reliee au cote d'habitacle par une liaison pivotante - Google Patents

Vehicule automobile comportant une traverse avant reliee au cote d'habitacle par une liaison pivotante Download PDF

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WO2014072602A1
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crossbar
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cross member
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Said Benane
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Peugeot Citroen Automobiles Sa
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/06—Fixed roofs

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle having a cross member which connects the two upper parts of the passenger compartment sides in an area above the windshield bay.
  • Figure 1 shows part of the body of a motor vehicle.
  • the reference 1 designates the cross member which is intended to connect together, the two upper parts 2 of the cockpit sides 3, in an area above the bay 4 of the windshield.
  • This crosspiece 1 comprises an upper shell 1a sheet metal, welded to a lower shell 1b sheet metal, as shown in the cross-sectional view shown in Figure 2.
  • This cross 1 must resist the forces generated on it in case of overturning of the vehicle.
  • This plate 5 is applied near one end of the cross member 1 at an angle equal to 30 ° with respect to a horizontal plane.
  • the force applied on the crossbar 1 is equal to 1.3 tons.
  • Such reinforcing of the cross member increases the mass of the vehicle, which increases the cost and the consumption of the vehicle.
  • the object of the present invention is to overcome the above disadvantages.
  • a motor vehicle having a cross member which connects the two upper parts of the passenger compartment sides in an area situated above the windshield bay, this crossbar comprising a upper sheet-metal shell welded to a lower sheet-metal shell defining between them an elongated hollow body, characterized in that each of the two ends of the cross-member is connected to the upper part one of the two sides of the passenger compartment by a connection allowing a portion of the crosspiece to pivot along an axis substantially parallel to the longitudinal axis of the vehicle in the event of impact on said portion of the crossmember.
  • each of the two ends of the crossmember has a surface bearing on a complementary surface of the upper part of one of the two sides of the passenger compartment, the two surfaces being connected to each other. other by a hook secured to one of the two surfaces engaged in a hole made in the other surface.
  • This hook prevents the end of the crosspiece escapes from the upper part of the passenger side in the event of impact on the crossmember.
  • the hook is constituted by a tab cut and folded on a sheet metal part of said upper part of one of the cockpit sides, this tab being engaged in a hole made in the lower hull of the transom.
  • said hook is located on said pivot axis of said portion of the cross member.
  • the upper shell of the crosspiece comprises in an area between each of the two ends of the cross member and the middle thereof, a projecting portion which is connected to an end of the crossbar by a rounded hollow portion.
  • this plate bears on the end of the cross member and the projecting portion, which has the effect of distort it so that it matches the surface of the plate.
  • each end of the cross member is engaged axially in a housing provided in the upper part of one of the two sides of the passenger compartment, said housing comprising said complementary surface on which said support surface of the end of the crossbar and two upwardly flared surfaces each connected to one of the two edges of said complementary surface.
  • said housing further comprises a surface extending above the end of the cross member.
  • the invention is preferably applied to a motor vehicle having a removable flag, as in the case for example of a cabriolet.
  • the front crossmember must bear alone the forces exerted during the impact tests mentioned above or in case of reversal of the vehicle.
  • FIG. 3 is a partial sectional view in the longitudinal direction of the cross-member of a vehicle according to the invention showing the end of the cross-member, the upper part of the passenger compartment side and a force plate,
  • FIG. 4 is a perspective view partially showing the upper part of the cockpit side which is intended to receive the end of the cross member
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the end of the cross member engaged in a housing of the upper part of the passenger compartment side
  • Figures 6, 7 and 8 are views similar to Figure 3 illustrating three successive phases of a crash test on the cross.
  • Figure 3 partially shows a cross member 1 which connects the two upper parts 2 of the cockpit sides 3 in an area above the bay 4 of the windshield.
  • This cross-member 1 comprises an upper sheet-metal shell welded to a lower sheet-metal shell defining between them an elongate hollow body.
  • each of the two ends such as the end 1c of the crossmember 1 is connected to the upper part 2 of one of the two sides of the passenger compartment by a connection allowing a portion of the cross member 1 of pivoting along an axis 6 substantially parallel to the longitudinal axis of the vehicle in the event of impact on the above part of the crossbar 1.
  • This shock is illustrated by the impact of the force plate 5 used in a shock test of the GS 39 type.
  • Each of the two ends, such as 1 c of the crossbar 1 comprises (see Figures 4 and 5) a surface 1 d resting on a complementary surface 2a of the upper part 2 of one of the two sides of the passenger compartment.
  • the hook 7 is constituted by a tab cut and folded on a sheet portion 2a of the upper portion 2 of one of the 3 sides of the passenger compartment.
  • This tab 7 is engaged in a hole 8 made in the lower shell 1 d of the crossbar 1.
  • the hook 7 is located on the pivot axis 6 of the portion of the crossbar 1, located between its end and its middle.
  • FIG. 3 further shows that the upper shell of the crosspiece 1 comprises in an area between each of the two ends, such as 1c of the crossmember 1 and the middle thereof, a projecting portion 9 which is connected to the end 1c of the crossbar 1 by a rounded hollow portion 10.
  • the radii of curvature of the parts 9 and 10 are respectively convex and concave upwards.
  • FIG. 5 also shows that the ends 1c of the crossmember 1 are engaged axially in a housing made in the upper part 2 of one of the two sides of the passenger compartment.
  • This housing comprises the complementary surface 2a on which rests the surface 1d of the end 1c of the crossmember 1 and two upwardly flared surfaces 2b, 2c, each connected to one of the two edges of the complementary surface 2a. .
  • the housing above further comprises a surface 2d extending above the end 1c of the cross 1.
  • the housing is closed on all sides.
  • the end of the front cross member is welded to the upper part of the cockpit side.
  • each of the ends such as the end 1c of the crossbar 1 is simply engaged in a housing 2a, 2b, 2c, 2d formed on the upper part 2 of each of the sides of the passenger compartment.
  • the end of the crosspiece 1 can pivot slightly about an axis 6 passing through the hook 7 which holds the end of the crossbar 1 in the housing above.
  • Figure 6 shows the position of the plate 5 just before its impact with the crossbar 1.
  • the plate 5 forms an angle of 30 ° with respect to a horizontal plane.
  • the plate 5 strikes the projecting portion 9 by exerting on it a force of the order of 1.5 tons.
  • This force causes the pivoting of part of the crossmember 1 in the direction of the arrow F to the final position shown in FIG. 8, in which the portion of the crossmember 1 matches the flat surface of the plate 5.

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Véhicule automobile comportant une traverse (1) qui relie entre elles les deux parties supérieures (2) des côtés d'habitacle (3) dans une zone située au- dessus de la baie (4) du pare-brise, cette traverse (1) comprenant une coque supérieure en tôle soudée sur une coque inférieure en tôle définissant entre elles un corps creux allongé, caractérisé en ce que chacune des deux extrémités (1c) de la traverse (1) est reliée à la partie supérieure (2) de l'un des deux côtés d'habitacle (3) par une liaison permettant à une partie de la traverse (1) de pivoter suivant un axe (6) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule en cas de choc exercé sur ladite partie de la traverse (1).

Description

VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE TRAVERSE AVANT RELIEE AU COTE D'HABITACLE PAR UNE LIAISON PIVOTANTE
La présente invention concerne un véhicule automobile comportant une traverse qui relie entre elles les deux parties supérieures des côtés d'habitacle dans une zone située au-dessus de la baie du pare-brise.
La figure 1 représente une partie de la caisse d'un véhicule automobile.
La référence 1 désigne la traverse qui est destinée à relier entre elles, les deux parties supérieures 2 des côtés d'habitacle 3, dans une zone située au- dessus de la baie 4 du pare-brise.
Cette traverse 1 comprend une coque supérieure 1 a en tôle, soudée sur une coque inférieure 1 b en tôle, comme montré sur la vue en coupe transversale représentée sur la figure 2.
Ces deux coques 1 a, 1 b forment entre elles, un corps creux.
Cette traverse 1 doit résister aux efforts engendrés sur elle en cas de retournement du véhicule.
A cet effet, pour être homologués les véhicules doivent subir des tests appelés GS 39 qui consistent à appliquer sur la traverse 1 une plaque en acier 5, comme montré sur la figure 2.
Cette plaque 5 est appliquée près d'une extrémité de la traverse 1 sous un angle égal à 30° par rapport à un plan horizontal.
L'effort appliqué sur la traverse 1 est égal à 1 ,3 tonne.
Dans le cas des cabriolets dépourvus de pavillon rigide pour que la traverse 1 puisse résister aux efforts précités, celle-ci doit être renforcée pour augmenter sa raideur.
Un tel renforcement de la traverse augmente la masse du véhicule, ce qui accroît le coût et la consommation du véhicule.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus.
Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un véhicule automobile comportant une traverse qui relie entre elles les deux parties supérieures des côtés d'habitacle dans une zone située au-dessus de la baie du pare-brise, cette traverse comprenant une coque supérieure en tôle soudée sur une coque inférieure en tôle définissant entre elles un corps creux allongé, caractérisé en ce que chacune des deux extrémités de la traverse est reliée à la partie supérieure de l'un des deux côtés d'habitacle par une liaison permettant à une partie de la traverse de pivoter suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule en cas de choc exercé sur ladite partie de la traverse.
Ce pivotement d'une partie de la traverse sous l'effet du choc permet à celle- ci de se déformer progressivement en absorbant l'énergie du choc.
De ce fait, la traverse n'a nullement besoin d'être renforcée pour résister aux efforts.
Dans une version préférée de l'invention, chacune des deux extrémités de la traverse comporte une surface en appui sur une surface complémentaire de la partie supérieure de l'un des deux côtés d'habitacle, les deux surfaces étant reliées l'une à l'autre par un crochet solidaire de l'une des deux surfaces engagé dans un trou réalisé dans l'autre surface.
Ce crochet empêche que l'extrémité de la traverse échappe de la partie supérieure du côté d'habitacle en cas de choc exercé sur la traverse.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le crochet est constitué par une patte découpée et pliée sur une partie en tôle de ladite partie supérieure de l'un des côtés d'habitacle, cette patte étant engagée dans un trou réalisé dans la coque inférieure de la traverse.
De préférence également, ledit crochet est situé sur ledit axe de pivotement de ladite partie de la traverse.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la coque supérieure de la traverse comprend dans une zone comprise entre chacune des deux extrémités de la traverse et le milieu de celle-ci, une partie en saillie qui est reliée à une extrémité de la traverse par une partie en creux arrondie.
Lors d'un test de choc d'un véhicule mettant en œuvre la plaque évoquée dans l'introduction de la présente description, cette plaque vient en appui sur l'extrémité de la traverse et la partie en saillie, ce qui a pour effet de déformer celle-ci de telle sorte qu'elle épouse la surface de la plaque.
Cette déformation favorise l'absorption de l'énergie du choc.
Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, chacune des extrémités de la traverse est engagée axialement dans un logement réalisé dans la partie supérieure de l'un des deux côtés d'habitacle, ledit logement comprenant ladite surface complémentaire sur laquelle s'appuie ladite surface de l'extrémité de la traverse et deux surfaces évasées vers le haut reliées chacune à l'un des deux bords de ladite surface complémentaire.
De préférence, ledit logement comprend en outre une surface s'étendant au- dessus de l'extrémité de la traverse.
L'invention s'applique de préférence à un véhicule automobile comportant un pavillon amovible, comme dans le cas par exemple d'un cabriolet.
Dans ce cas, la traverse avant doit supporter elle seule les efforts exercés lors des essais de choc évoqués plus haut ou en cas de retournement du véhicule.
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 3 est une vue en coupe partielle dans le sens de la longueur de la traverse d'un véhicule selon l'invention montrant l'extrémité de la traverse, la partie supérieure du côté d'habitacle et une plaque d'effort,
- la figure 4 est une vue en perspective montrant partiellement la partie supérieure du côté d'habitacle qui est destinée à recevoir l'extrémité de la traverse,
- la figure 5 est une vue en coupe transversale montrant l'extrémité de la traverse engagée dans un logement de la partie supérieure du côté d'habitacle,
- les figures 6, 7 et 8 sont des vues analogues à la figure 3 illustrant trois phases successives d'un essai de choc sur la traverse.
La figure 3 représente partiellement une traverse 1 qui relie entre elles les deux parties supérieures 2 des côtés d'habitacle 3 dans une zone située au- dessus de la baie 4 du pare-brise.
Cette traverse 1 comprend une coque supérieure en tôle soudée sur une coque inférieure en tôle définissant entre elles un corps creux allongé.
Conformément à l'invention, chacune des deux extrémités, telles que l'extrémité 1 c de la traverse 1 est reliée à la partie supérieure 2 de l'un 3 des deux côtés d'habitacle par une liaison permettant à une partie de la traverse 1 de pivoter suivant un axe 6 sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule en cas de choc exercé sur la partie ci-dessus de la traverse 1 .
Ce choc est illustré par l'impact de la plaque d'effort 5 utilisée lors d'un essai de choc du type GS 39.
Chacune des deux extrémités, telles que 1 c de la traverse 1 comporte (voir figures 4 et 5) une surface 1 d en appui sur une surface complémentaire 2a de la partie supérieure 2 de l'un 3 des deux côtés d'habitacle.
Ces deux surfaces 1 d, 2a sont reliées l'une à l'autre par un crochet 7 solidaire de l'une 2a des deux surfaces engagé dans un trou 8 réalisé dans l'autre surface 1 d, comme montré sur la figure 5.
Dans l'exemple représenté, le crochet 7 est constitué par une patte découpée et pliée sur une partie en tôle 2a de la partie supérieure 2 de l'un 3 des côtés d'habitacle.
Cette patte 7 est engagée dans un trou 8 réalisé dans la coque inférieure 1 d de la traverse 1 .
Comme on le voit sur la figure 4, le crochet 7 est situé sur l'axe de pivotement 6 de la partie de la traverse 1 , situé entre son extrémité et son milieu.
La figure 3 montre en outre que la coque supérieure de la traverse 1 comprend dans une zone comprise entre chacune des deux extrémités, telles que 1 c de la traverse 1 et le milieu de celle-ci, une partie en saillie 9 qui est reliée à l'extrémité 1 c de la traverse 1 par une partie en creux arrondie 10.
Les rayons de courbure des parties 9 et 10 sont respectivement convexe et concave vers le haut.
La fonction de ces parties 9 et 10 sera expliquée plus loin.
La figure 5 montre par ailleurs que l'extrémités 1 c de la traverse 1 est engagée axialement dans un logement réalisé dans la partie supérieure 2 de l'un 3 des deux côtés d'habitacle.
Ce logement comprend la surface complémentaire 2a sur laquelle s'appuie la surface 1 d de l'extrémité 1 c de la traverse 1 et deux surfaces 2b, 2c évasées vers le haut reliées chacune à l'un des deux bords de la surface complémentaire 2a.
Le logement ci-dessus comprend en outre une surface 2d s'étendant au- dessus de l'extrémité 1 c de la traverse 1 .
Ainsi, le logement est fermé sur tous ses côtés. Habituellement l'extrémité de la traverse avant est soudée à la partie supérieure du côté d'habitacle.
Dans le cas de l'invention, chacune des extrémités, telles que l'extrémité 1 c de la traverse 1 est simplement engagée dans un logement 2a, 2b, 2c, 2d réalisé sur la partie supérieure 2 de chacun des côtés d'habitacle.
De ce fait, l'extrémité de la traverse 1 peut légèrement pivoter autour d'un axe 6 passant par le crochet 7 qui retient l'extrémité de la traverse 1 dans le logement ci-dessus.
On va maintenant expliquer en référence aux figures 6, 7 et 8, le comportement de la traverse 1 en cas de choc mettant en œuvre la plaque d'effort 5.
La figure 6 montre la position de la plaque 5 juste avant son impact avec la traverse 1 .
La plaque 5 forme un angle de 30° par rapport à un plan horizontal.
Lors de l'impact (voir figure 7), la plaque 5 heurte la partie en saillie 9 en exerçant sur celle-ci une force de l'ordre de 1 ,5 tonne.
Cette force provoque le pivotement d'une partie de la traverse 1 dans le sens de la flèche F jusqu'à la position finale montrée sur la figure 8, dans laquelle la partie de la traverse 1 épouse la surface plane de la plaque 5.
La déformation de la traverse 1 entre la position montrée sur la figure 6 et celle indiquée sur la figure 8 a absorbé l'énergie du choc.
Lors de cette déformation la traverse 1 est restée solidaire de la partie supérieure 2 du côté d'habitacle grâce au crochet 7.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Véhicule automobile comportant une traverse (1 ) qui relie entre elles les deux parties supérieures (2) des côtés d'habitacle (3) dans une zone située au- dessus de la baie (4) du pare-brise, cette traverse (1 ) comprenant une coque supérieure en tôle soudée sur une coque inférieure en tôle définissant entre elles un corps creux allongé, caractérisé en ce que chacune des deux extrémités (1 c) de la traverse (1 ) est reliée à la partie supérieure (2) de l'un des deux côtés d'habitacle (3) par une liaison permettant à une partie de la traverse (1 ) de pivoter suivant un axe (6) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule en cas de choc exercé sur ladite partie de la traverse (1 ).
2. Véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chacune des deux extrémités (1 c) de la traverse (1 ) comporte une surface (1 d) en appui sur une surface complémentaire (2a) de la partie supérieure (2) de l'un des deux côtés d'habitacle, les deux surfaces (1 d, 2a) étant reliées l'une à l'autre par un crochet (7) solidaire de l'une des deux surfaces (1 d, 2a) engagé dans un trou (8) réalisé dans l'autre surface.
3. Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le crochet est constitué par une patte (7) découpée et pliée sur une partie en tôle de ladite partie supérieure (2) de l'un des côtés d'habitacle, cette patte (7) étant engagée dans un trou (8) réalisé dans la coque inférieure de la traverse (1 ).
4. Véhicule automobile selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit crochet (7) est situé sur ledit axe (6) de pivotement de ladite partie de la traverse (1 ).
5. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la coque supérieure de la traverse (1 ) comprend dans une zone comprise entre chacune des deux extrémités (1 c) de la traverse (1 ) et le milieu de celle-ci, une partie en saillie (9) qui est reliée à une extrémité (1 c) de la traverse (1 ) par une partie en creux arrondie (10).
6. Véhicule automobile selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chacune des extrémités (1 c) de la traverse (1 ) est engagée axialement dans un logement réalisé dans la partie supérieure (2) de l'un des deux côtés d'habitacle (3), ledit logement comprenant ladite surface complémentaire (2a) sur laquelle s'appuie ladite surface (1 d) de l'extrémité de la traverse (1 ) et deux surfaces évasées (2b, 2c) vers le haut reliées chacune à l'un des deux bords de ladite surface complémentaire (2a).
7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit logement comprend en outre une surface (2d) s'étendant au-dessus de l'extrémité
(1 c) de la traverse (1 ).
8. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un pavillon amovible.
9. Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est un cabriolet.
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