WO2015015067A1 - Dispositif d'absorption de chocs pour vehicule automobile - Google Patents

Dispositif d'absorption de chocs pour vehicule automobile Download PDF

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WO2015015067A1
WO2015015067A1 PCT/FR2014/051411 FR2014051411W WO2015015067A1 WO 2015015067 A1 WO2015015067 A1 WO 2015015067A1 FR 2014051411 W FR2014051411 W FR 2014051411W WO 2015015067 A1 WO2015015067 A1 WO 2015015067A1
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WO
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deformable
profile
transverse beam
deformation
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/051411
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English (en)
Inventor
Marc Peru
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • 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
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/082—Engine compartments

Definitions

  • the invention relates to shock absorption in the front of a motor vehicle. More particularly, the invention relates to a shock absorber device for the front of a vehicle and to a vehicle equipped with said device.
  • a front shock absorber system or device for a vehicle is conventionally constituted by a transverse beam fixed to two compression-deformable sections commonly called "crashboxes". These deformable profiles may each comprise a mounting plate to the stretcher head of the vehicle structure. Stretchers are the two structural sections extending parallel to each other along the vehicle structure.
  • the deformable profiles or "crashboxes" are designed to be deformed by forming folds in the manner of an accordion. This type of deformation is also commonly referred to as "bunching" in that the profiles take on a ring shape after deformation that resembles tied haystacks.
  • a front shock absorber for a vehicle must meet many benefits, including frontal impact tests.
  • the barrier is composed of a complex structure that represents the "theoretical" deformation of a car front block. It consists in particular of honeycomb panels.
  • the protocol is the one currently used by the European New Car Assessment Program (Euro NCAP). This test is to satisfy both the left side and the right side.
  • a new frontal impact protocol at 50 km / h and 56 km / h with 100% coverage against a rigid wall is in preparation. It is likely to be introduced in the Euro NCAP protocol by 2015. It is therefore desirable to satisfactorily meet these two high-speed frontal impact protocols while satisfying the repairable shock protocol.
  • the published patent document FR 2 855 805 A1 discloses a vehicle structure element of the beam type (stretcher) provided with local alterations designed for the beam to deform according to a predetermined law in the event of a frontal impact of the vehicle.
  • the deformation law comprises a phase of energy absorption followed by an erasure phase.
  • the aim of the invention is to propose a vehicle front shock absorber device which can satisfy the above-mentioned three tests, more particularly the high-speed frontal impact test with a 40% overlap on a deformable obstacle and the high speed frontal impact with full recovery on rigid obstacle.
  • the invention relates to a shock absorbing device for a motor vehicle, comprising: two sections deformable in compression, arranged parallel to one another and intended to be fixed in the extension of two longitudinal structural sections of the vehicle, respectively; a transverse beam fixed at the front ends of the deformable profiles, the beam having a profile generally curved forwardly; remarkable in that it comprises, in addition, controlled deformation means arranged on the transverse beam and configured to act on at least one of the deformable profiles during a deformation in straightening of said beam, so as to exert a torque of bending on the structural section (s).
  • the structural sections are preferably the stretchers of the vehicle.
  • the amplitude of the curve of the transverse beam can be between 50 and 200mm. It is preferably greater than 50 mm, more preferably greater than 100 mm.
  • the controlled deformation means are reported on the rear face, the upper face and / or the lower face of the transverse beam, preferably by screwing and / or welding.
  • the controlled deformation means are located at the junction between the transverse beam and the deformable profile or profiles.
  • the controlled deformation means form a shim disposed opposite the inner face of the or each of the deformable sections, capable of exerting a predominantly transverse force on the deformable profile (s), the shim (s) preferably having a wedge-shaped horizontal cross-section.
  • the wedge may comprise pins on its mounting surface on the transverse beam, these pins being intended to cooperate with corresponding orifices in said surface.
  • the wedge is disposed at a distance (c / or d) from the inner face of the or each of the deformable profiles, said distance being between 5 and 10 mm. This distance is intended to avoid a bending and erasure of the structural section or profiles in the event of slight deformation of offset or straightening of the transverse beam.
  • the inner face of the deformable profile or profiles has a convex transverse profile relative to a central position of the device, the wedge or wedges comprising a non-planar face at least partially matching said profile.
  • the controlled deformation means extend along the transverse beam from the junction of said beam to the inwardly deformable beam or beams to a distance from said beam or beams, in order to reinforce the transverse beam in flexion and to exert a bending moment at the or the deformable beams.
  • the controlled deformation means form a spacer disposed on the rear face of the transverse beam, between said beam and the deformable section (s).
  • the controlled deformation means form a bar disposed on the upper face and / or the lower face of said beam and / or the deformable section or profiles.
  • the bar may have a non-rectilinear profile. It can be a hollow or solid profile.
  • the controlled deformation means form an arm projecting from the rear face of the transverse beam, configured to cooperate by engagement with a mounting plate of the deformable section (s) to (x) profile (s). ) structural (s) of the vehicle during the deformation straightening of said beam, and to override said platen during compression deformation of the corresponding deformable profile without deformation in straightening of said beam.
  • the free end of the arm may have an inclined or rounded shape, able to slide along the fastening plate of the corresponding deformable profile during a deformation in compression of the corresponding deformable profile without deformation in rectification of said beam.
  • the mounting plate may comprise a gusset extending substantially vertically parallel to the corresponding lateral face of the deformable profile. This gusset may have a cutout to height of the arm so as to allow it to approach the deformable profile during deformation in straightening of the transverse beam.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a structure with two structural sections extending longitudinally generally parallel to each other; and a shock absorbing device comprising two compression-deformable sections attached to the two structural sections, respectively, and in their extension; a transverse beam fixed at the front ends of the deformable sections; remarkable in that the shock absorbing device is in accordance with the invention, the controlled deformation means being preferentially arranged exclusively on the right side of the vehicle.
  • the measurements of the invention are interesting in that they make it possible to cause the flexion of at least one of the stretchers to be erased exclusively during an impact with 100% overlap.
  • the transverse beam will not recover as in the shock with 100% overlap and therefore will not provoke bending or swiveling of the corresponding stretcher.
  • the measures of the invention consequently make it possible to selectively weaken the structure of a vehicle with a view to increasing its passive safety, in a simple and inexpensive manner.
  • FIG. 1 illustrates the test conditions said repairability, that is to say the urban type at 16 km / h with 40% recovery against a hard stop inclined at 10 °;
  • - Figure 2 illustrates the conditions of frontal impact test at 64 km / h, with 40% recovery against a deformable barrier;
  • FIG. 3 illustrates the frontal impact test conditions at 50 km / h and 56 km / h with 100% coverage against a rigid wall
  • FIG. 6 is a representation of the right portion of a vehicle front shock absorber and illustrates the various efforts that it is desirable to apply to the stretcher in the event of a shock, according to the invention. frontal with 100% recovery;
  • FIG. 7 illustrates the right-hand part of a vehicle front shock absorber according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a variant of FIG. 7 and corresponds to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 illustrates the right-hand part of a vehicle front shock absorber according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a variant of FIG. 9 and corresponds to a fourth first embodiment of the invention.
  • FIG. 11 illustrates a simulation of deformation at a first stage of the front part of the structure of a vehicle equipped with a shock absorption device according to FIG. 9 and corresponding to the third embodiment of the invention ;
  • FIG. 12 corresponds to FIG. 11 at a second stage of deformation
  • FIG. 13 corresponds to FIGS. 10 and 11 at a third stage of deformation
  • FIG. 14 illustrates the right portion of a shock absorbing device according to a fifth embodiment of the invention, the device being illustrated before deformation
  • FIG. 15 illustrates the absorption device of FIG. 14, at a first stage of deformation
  • FIG. 16 illustrates the absorption device of FIGS. 14 and 15, at a second deformation stage
  • FIG. 17 is an illustration of an exemplary embodiment of the controlled deformation arm of the device of FIGS. 14 to 16.
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the right half of a vehicle shock absorption device 2, according to the state of the art, FIG. 4 illustrating the device before deformation and FIG. 5 illustrating the deformation of the device after an impact. against a wall with a 100% overlap.
  • FIG. 4 shows the curved shape of the transverse beam 4 which is fixed at each of its ends to a deformable profile 6.
  • the deformable profile 6 comprises a fastening flange 12 cooperating with a corresponding flange 10 at the end of the stretcher 8 corresponding.
  • the deformable section 6 is preferably made of aluminum and is designed to be deformed by forming successive folds during a compressive effort.
  • FIG 4 illustrates the curved shape of the beam by the line 14 corresponding to its principal direction at its junction with the deformable profile, this direction forming an angle with the transverse direction 16 passing through the junctions of the beam 4 with the profiles deformable 6.
  • Figure 5 illustrates the absorption device after impact on a wall with 100% overlap.
  • FIG. 6 illustrates the various efforts that it is desirable to exercise according to the invention on the deformable profile and on the stretcher.
  • the purpose of these efforts is to deform the stretcher 8 with a view to erasing it progressive. It may indeed be desirable to exert an oblique force on the head of the deformable profile 6. Such a force is likely to be transmitted to the stretcher 8 and to deform it in flexion outwards. It may also be desirable to exert a bending moment 22 on the head of said profile 6. Such a torque 22 can then be transmitted to the stretcher, the transmitted torque 24 then allowing deformation in flexion of the stretcher and, consequently, the decrease in its resistance in shock absorption.
  • FIG. 7 illustrates a shock absorbing device according to a first embodiment of the invention.
  • the device 102 comprises a transverse curved beam 104 and a deformable section 106 at each of its two ends.
  • Each of the deformable profiles 106 comprises a flange 1 12 intended to cooperate with a corresponding flange 1 10 on the stretcher head 108.
  • Controlled deformation means 130 are disposed on the rear face of the transverse beam 104, near the junction of said beam with the deformable section 106. These controlled deformation means 130 form a wedge intended to bear against the inner wall of the profile during an impact against a wall with 100% overlap, that is to say a impact where the transverse beam 104 will deform by straightening.
  • the shim 130 will bear against the inner side face of the profile 106 and will exert an oblique force on the section 106.
  • This force corresponds to the force 20 shown in FIG. generate a bending moment in the profile 106 and in the stretcher.
  • the shim 130 has a contact face with the profile which matches the generally hexagonal section of the profile 106.
  • a safety distance d can be provided between the bearing face of the shim and the corresponding wall. The objective of such a distance is to ensure that deformations of the transverse beam tends to slightly straighten it, possibly in the case of a frontal impact of the urban type at 16 km / h with 40% cover against a rigid bumper inclined at 10 °, do not bend the stretcher.
  • the safety distance d can be between 5 and 10mm.
  • the shim 130 of FIG. 7 may be made of solid material, such as a plastic resin. Alternatively, it may also be hollow metal material such as aluminum.
  • the shim 130 can be attached to the rear face of the transverse beam 104.
  • the shim 130 may comprise pins adapted to cooperate by insertion with corresponding holes on said rear face.
  • Other fastening means such as for example by screwing, gluing and / or welding are of course conceivable. It is interesting to note that this shim 130 has the advantage of being easily assembled after-sales.
  • the flange 1 12 of the deformable section 106 has a gusset 134 on its inner edge.
  • FIG. 8 illustrates a variant of the device of FIG. 7, thus corresponding to a second embodiment of the invention.
  • the reference numbers of the first mode are used in the second mode for identical or similar elements, these numbers however being increased by 100 in order to clearly distinguish the two embodiments.
  • the wedge 230 of this second mode is designed to generate an oblique force as shown in FIG. 6. This wedge 230 is, however, of simplified design insofar as its contact face no longer marries the profile of the inner side wall of the profile 106.
  • the contact face of the wedge 230 is generally flat and is intended to come into contact with the corresponding portion of the inner side wall of the profile.
  • a safety distance c / ' may be provided between said contact face and said wall.
  • it can be between 5 and 10mm. All the features of the first embodiment also apply to the second, provided that they are technically compatible.
  • Figures 9 and 10 illustrate shock absorbing devices according to a third and a fourth embodiment. These two embodiments are configured to apply a bending moment to the head of the deformable section, this pair is seeing then transmitted to the head of stretcher. For this purpose, reference is made to FIG. 6 and the pairs 22 and 24.
  • the reference numbers of the first mode are used in these third and fourth modes for identical or similar elements, these numbers however being increased by 200 and 300, respectively, in order to clearly distinguish the two embodiments.
  • FIG. 9 corresponds to the third embodiment of the invention
  • the controlled deformation means form a rigid spacer 330 disposed between the transverse beam 304 and the deformable section 306. It extends laterally from the junction between the beam and the profile inward as far as said junction. It thus constitutes a lever of a certain rigidity, able to apply to the profiled head 306 a bending torque which will be transmitted to the stretcher head.
  • the spacer 330 is preferably made of metal material, such as aluminum. It is preferably made in the form of solid element or hollow element.
  • FIG. 10 illustrates an alternative to FIG. 9, where the spacer is replaced by a bar 430 extending, similarly to the spacer 330, laterally from the junction between the beam and the profile, inwards to distance from said junction.
  • the profile 430 is however fixed on the upper or lower face of the beam.
  • the bar can also be attached to the deformable profile. It is preferably made of metallic material such as aluminum and fixed to the beam and possibly to the profile by welding. It may have a bent shape, as shown in the figure, so as to compensate for the inclination of the beam relative to the transverse direction. It can be a hollow section such as a tube or a solid bar.
  • FIGS. 1 to 13 illustrate different stages of deformation of an absorption device according to FIG. 9, as well as stretchers of a vehicle comprising such a device.
  • Figure 1 1 corresponds to a first stage of deformation and it can be observed that the transverse beam 304 is already rectified. With the spacer 330, the pivoting of the end portion of the beam 304 has the effect of exerting a bending torque on the head of the deformable section 306. At this stage, the stretcher 308 is not yet deformed in a known manner.
  • Figure 12 illustrates a second stage of deformation, following the first stage of Figure 1 1. It can be observed that the bending torque transmitted by the deformable section 306 to the stretcher 308 causes the bending of the latter near its head. The compressive force exerted on the deformable profile by the beam generates a bending torque of the stretcher given the inclination of the deformable section 306.
  • the group of coolers 318 is in contact with the exhaust of the engine block.
  • Figure 13 illustrates a third stage of deformation where the section 306 is strongly deformed in compression and the stretcher has been rotated relative to a pivot point at the rear. The group of coolers 318 is in contact with the engine block. The inclination of the stretcher thus allows the vehicle structure to become more deformed in the event of a frontal impact against a fixed wall with a 100% overlap, and thus to limit the decelerations suffered by the occupants of the vehicle.
  • Figures 14 to 16 illustrate a fifth embodiment.
  • the reference numbers of the first mode are used in this fifth mode for identical or similar elements, these numbers however being increased by 400, to distinguish the two embodiments.
  • Specific numbers between 500 and 600 are used for the specific elements of this embodiment.
  • FIG. 14 illustrates the shock absorbing device 502 before deformation.
  • the controlled deformation means comprise an arm 530 fixed to the transverse beam 504 and protruding rearwardly from the rear face of said beam.
  • the arm 530 comprises at its free end an inclined portion 532 able to bypass the gusset 534 of the fastening flange 512 of the deformable section 506 in the event of deformation of said section in compression only, that is to say, in particular when a frontal impact of the urban type at 16 km / h with 40% overlap against a rigid bumper inclined at 10 °.
  • FIG. 15 illustrates the device of FIG. 14 at a first stage of deformation following a frontal impact with a wall with 100 overlap. At this point, the beam transversal 504 began to recover. As a result, the arm 530 has pivoted toward the deformable section 506 to such a point that the end 532 of the arm is now facing the flange 512 of the profile.
  • Figure 16 illustrates the device of Figure 15 at a second stage of deformation.
  • the transverse beam 504 is now almost completely rectified, so much so that the end 532 of the arm 530 has come closer to the section 506.
  • said section 506 has begun to deform in compression, so that the end 534 of the arm 530 is now in contact with the flange 512. It is thus trapped between the profile and the gusset. It can thus exert a longitudinal force of offset compression on the stretcher 508, able to generate a bending moment of the latter.
  • the subsequent deformation process is similar to that of Figures 12 and 13 discussed previously.
  • the gusset 534 can be cut to allow the passage of the end 534 of said arm during the deformation of the transverse beam 504.
  • the arm 530 is preferably made of folded sheet steel as shown in Figure 17. It may comprise a U-shaped section with flanges for stiffening. It is preferably fixed by screwing to the rear face of the beam.
  • the controlled deformation means are arranged exclusively on the right side.
  • the right stretcher is usually less rigid than the left one.
  • the gearbox is usually arranged on the left side, thus clearing more room for the section of the stretcher. It may therefore be advantageous to provide the deformation means described above in a preferred manner on the right side because the latter is less rigid and therefore easier to deform in bending. It should however be noted that it is also possible to provide these means only on the left side or on both sides.

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Abstract

L'invention a trait à un dispositif d'absorption de chocs (102) pour véhicule automobile, comprenant deux profilés déformables en compression (106), disposés parallèlement l'un à l'autre et destinés à être fixés dans le prolongement de deux profilés structurels longitudinaux (108) du véhicule, respectivement, et une poutre transversale (104) fixée aux extrémités avant des profilés déformables (106), la poutre présentant un profil généralement galbé vers l'avant. Le dispositif comprend également des moyens de déformation contrôlée (130) disposés sur la poutre transversale (104) et configurés pour agir sur au moins un des profilés déformables (106) lors d'une déformation en redressement de ladite poutre, de manière à exercer un couple de flexion sur le ou les profilés structurels (108).

Description

DISPOSITIF D'ABSORPTION DE CHOCS POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention a trait à l'absorption de chocs à l'avant d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention a trait à un dispositif d'absorption de chocs pour l'avant d'un véhicule ainsi qu'à un véhicule équipé dudit dispositif. Un système ou dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule est classiquement constitué d'une poutre transversale fixée à deux profilés déformables en compression et couramment appelés « crashboxes ». Ces profilés déformables peuvent comprendre, chacun, une platine de fixation à la tête de brancard de la structure du véhicule. Les brancards sont les deux profilés structurels s'étendant parallèlement l'un à l'autre le long de la structure du véhicule. Les profilés déformables ou « crashboxes » sont conçus pour pouvoir se déformer en formant des plis à la manière d'un accordéon. Ce type de déformation est également couramment désigné « bottelage » dans la mesure où les profilés prennent une forme annelée après déformation qui ressemble à des bottes de foin liées. Un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule doit satisfaire à de nombreuses prestations, notamment des tests de choc frontal.
Parmi ces tests, on compte un test de choc frontal du type urbain à 16 km/h avec 40% de recouvrement contre un butoir rigide incliné à 10° . Ce test est illustré à la figure 1 . L'objectif de ce test est que le dispositif d'absorption de chocs avant puisse absorber toute l'énergie du choc et éviter d'endommager le reste du véhicule comme les têtes de brancards et le matériel de refroidissement. Le véhicule peut alors être réparé à un coût limité. Ce test dit « réparabilité » est effectué aussi bien du côté gauche que du côté droit.
On compte également un test de choc. La barrière est composée d'une structure complexe qui représente la déformation « théorique » d'un bloc avant de voiture. Elle se compose notamment de panneaux en nid d'abeille. Le protocole est celui qui est utilisé actuellement par l'organisme European New Car Assessment Program (Euro NCAP). Ce test est à satisfaire aussi bien du côté gauche que du côté droit.
Un nouveau protocole de choc frontal à 50 km/h et 56 km/h avec 100% de recouvrement contre un mur rigide est en préparation. Il est susceptible d'être introduit dans le protocole Euro NCAP d'ici 2015. Il est donc souhaitable de satisfaire avec une bonne notation à ces deux protocoles de choc frontaux à haute vitesse tout en satisfaisant au protocole de choc réparabilité.
A l'occasion du choc à grande vitesse et décalé à 40%, un seul côté du véhicule heurte l'obstacle et l'obstacle est par ailleurs déformable. Le fait de devoir absorber toute l'énergie du choc sur le seul côté impacté accentue le risque d'intrusions à l'intérieur de l'habitacle de ce côté ; en revanche, la déformation de la barrière filtre la décélération subie par le véhicule, que l'on peut traiter avec les moyens de retenue des occupants selon l'état de la technique.
A l'occasion d'un choc à grande vitesse, sans décalage, sur un mur rigide, les deux côtés du véhicule travaillent de manière simultanée. L'énergie du choc est plus rapidement absorbée du fait de la raideur double représentée par les deux côtés du véhicule. De plus, l'impact est contre un mur rigide. La décélération subie par le véhicule est donc plus importante. La difficulté avec ce protocole se concentre essentiellement sur la loi de décélération du véhicule.
Le document de brevet publié FR 2 855 805 A1 divulgue un élément de structure de véhicule du type poutre (brancard) muni d'altérations locales conçues pour que la poutre se déforme suivant une loi prédéterminée en cas de choc frontal du véhicule. La loi de déformation comprend une phase d'absorption d'énergie suivie d'une phase d'effacement.
Le document de brevet publié US 3,822,907 divulgue également un élément de structure de véhicule du type poutre (brancard) conçu pour se déformer avec une phase initiale d'absorption d'énergie suivie d'une phase d'effacement.
Ces deux enseignements ne permettent cependant pas de réagir de manière différenciée en fonction du recouvrement entre la face avant du véhicule et l'obstacle.
L'invention a pour objectif de proposer un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule qui puisse satisfaire aux trois tests sus mentionnés, plus particulièrement au test de choc frontal à grande vitesse avec recouvrement de 40% sur un obstacle déformable et au test de choc frontal à grande vitesse avec recouvrement total sur obstacle rigide. L'invention a pour objet un dispositif d'absorption de chocs pour véhicule automobile, comprenant: deux profilés déformables en compression, disposés parallèlement l'un à l'autre et destinés à être fixés dans le prolongement de deux profilés structurels longitudinaux du véhicule, respectivement; une poutre transversale fixée aux extrémités avant des profilés déformables, la poutre présentant un profil généralement galbé vers l'avant; remarquable en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de déformation contrôlée disposés sur la poutre transversale et configurés pour agir sur au moins un des profilés déformables lors d'une déformation en redressement de ladite poutre, de manière à exercer un couple de flexion sur le ou les profilés structurels.
Les profilés structurels sont préférentiellement les brancards du véhicule. L'amplitude du galbe de la poutre transversale peut être comprise entre 50 et 200mm. Elle est préférentiellement supérieure à 50mm, plus préférentiellement supérieure à 100mm. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée sont rapportés sur la face arrière, la face supérieure et/ou la face inférieure de la poutre transversale, préférentiellement par vissage et/ou soudage.
Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée sont situés au niveau de la jonction entre la poutre transversale et le ou les profilés déformables.
Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée forment une cale disposée en regard de la face intérieure du ou de chacun des profilés déformables, apte à exercer un effort majoritairement transversal sur le ou les profilés déformables, la ou les cales présentant préférentiellement une section transversale horizontale en forme de coin.
Selon un mode avantageux de l'invention, la cale peut comprendre des pions sur sa surface de montage sur la poutre transversale, ces pions étant destinés à coopérer avec des orifices correspondant dans ladite surface.
Selon un mode avantageux de l'invention, la cale est disposée à une distance (c/ ou d) de la face intérieure du ou de chacun des profilés déformables, ladite distance pouvant être comprise entre 5 et 10mm. Cette distance est destinée à éviter une flexion et un effacement du ou des profilés structurels en cas de légère déformation de dégalbage ou redressement de la poutre transversale.
Selon un mode avantageux de l'invention, la face intérieure du ou des profilés déformables présente un profil transversal convexe par rapport à une position centrale du dispositif, la ou les cales comprenant une face non plane épousant au moins partiellement ledit profil.
Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée s'étendent le long de la poutre transversale depuis la jonction de ladite poutre à la ou les poutres déformables vers l'intérieur jusqu'à distance de ladite ou desdites poutres, de manière à renforcer la poutre transversale en flexion et à exercer un couple de flexion à la ou les poutres déformables.
Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée forment une entretoise disposée sur la face arrière de la poutre transversale, entre ladite poutre et le ou les profilés déformables. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée forment un barreau disposé sur la face supérieure et/ou la face inférieure de ladite poutre et/ou du ou des profilés déformables. Le barreau peut présenter un profil non rectiligne. Il peut être un profilé creux ou plein.
Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déformation contrôlée forment un bras en saillie de la face arrière de la poutre transversale, configuré pour coopérer par engagement avec une platine de fixation du ou des profilés déformables au(x) profilé(s) structurel(s) du véhicule lors de la déformation en redressement de ladite poutre, et pour passer outre ladite platine lors d'une déformation en compression du profilé déformable correspondant sans déformation en redressement de ladite poutre.
L'extrémité libre du bras peut présenter une forme inclinée ou arrondie, apte à glisser le long de la platine de fixation du profilé déformable correspondant lors d'une déformation en compression du profilé déformable correspondant sans déformation en redressement de ladite poutre. La platine de fixation peut comprendre un gousset s'étendant essentiellement verticalement parallèlement à la face latérale correspondante du profilé déformable. Ce gousset peut présenter une découpe à hauteur du bras de manière à lui permettre de se rapprocher du profilé déformable lors de la déformation en redressement de la poutre transversale.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une structure avec deux profilés structurels s'étendant longitudinalement généralement parallèlement l'un à l'autre; et un dispositif d'absorption de chocs comprenant deux profilés déformables en compression fixés aux deux profilés structurels, respectivement, et dans leur prolongement; une poutre transversale fixée aux extrémités avant des profilés déformables; remarquable en ce que le dispositif d'absorption de chocs est conforme à l'invention, les moyens de déformation contrôlée étant préférentiellement disposés exclusivement du côté droit du véhicule.
Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de provoquer la flexion d'au moins un des brancards en vue de son effacement exclusivement lors d'un choc avec 100% de recouvrement. Lors d'un choc frontal à 64 km/h, avec 40% de recouvrement contre une barrière déformable du type Euro NCAP, la poutre transversale ne va pas se redresser comme dans le choc avec 100% de recouvrement et ne va par conséquent pas provoquer la flexion ou le rotulage du brancard correspondant. Les mesures de l'invention permettent par conséquent d'affaiblir de manière sélective la structure d'un véhicule en vue d'augmenter sa sécurité passive, et ce de manière simple et peu coûteuse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 illustre les conditions de test dit réparabilité, c'est-à-dire du type urbain à 16 km/h avec 40% de recouvrement contre un butoir rigide incliné à 10° ; - La figure 2 illustre les conditions de test de choc frontal à 64 km/h, avec 40% de recouvrement contre une barrière déformable ;
- La figure 3 illustre les conditions de test de choc frontal à 50 km/h et 56 km/h avec 100% de recouvrement contre un mur rigide ; - La figure 4 illustre un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule selon l'état de la technique, à un temps T=0 d'un choc avec un obstacle (non représenté) ;
- La figure 5 correspond à la figure 4, à un temps T=10ms après le début de l'impact ;
- La figure 6 est une représentation de la partie de droite d'un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule et illustre les différents efforts qu'il est, selon l'invention, désirable d'appliquer sur le brancard en cas de choc frontal avec 100% de recouvrement ; - La figure 7 illustre la partie de droite d'un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 8 est une variante de la figure 7 et correspond à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 9 illustre la partie de droite d'un dispositif d'absorption de chocs avant pour véhicule selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 10 est une variante de la figure 9 et correspond à un quatrième premier mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 1 1 illustre une simulation de déformation à un premier stade de la partie avant de la structure d'un véhicule équipé d'un dispositif d'absorption de choc selon la figure 9 et correspondant au troisième mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 12 correspond à la figure 1 1 à un deuxième stade de déformation ;
- La figure 13 correspond aux figures 10 et 1 1 à un troisième stade de déformation ; - La figure 14 illustre la partie de droite d'un dispositif d'absorption de chocs selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, le dispositif étant illustré avant déformation ; - La figure 15 illustre le dispositif d'absorption de la figure 14, à un premier stade de déformation ;
- La figure 16 illustre le dispositif d'absorption des figures 14 et 15, à un deuxième stade de déformation ; - La figure 17 est une illustration d'un exemple de réalisation du bras de déformation contrôlée du dispositif des figures 14 à 16.
Les figures 1 à 3 ont déjà été décrites précédemment dans le cadre de la discussion de l'art antérieur.
Les figures 4 et 5 illustrent la moitié droite d'un dispositif d'absorption de choc 2 pour véhicule, selon l'état de la technique, la figure 4 illustrant le dispositif avant déformation et la figure 5 illustrant la déformation du dispositif après un impact contre un mur avec un recouvrement à 100%. On peut observer à la figure 4 la forme galbée de la poutre transversale 4 qui est fixée, à chacune de ses extrémités, à un profilé déformable 6. Le profilé déformable 6 comprend une bride de fixation 12 coopérant avec une bride correspondante 10 à l'extrémité du brancard 8 correspondant. Le profilé déformable 6 est préférentiellement en aluminium et est conçu pour pouvoir se déformer par formation de plis successifs à l'occasion d'un effort de compression. La figure 4 illustre la forme galbée de la poutre par le trait 14 correspondant à sa direction principale au niveau de sa jonction avec le profilé déformable, cette direction formant un angle avec la direction transversale 16 passant par les jonctions de la poutre 4 avec les profilés déformables 6. La figure 5 illustre le dispositif d'absorption après impact sur un mur avec 100% de recouvrement. On peut observer la déformation en redressement ou dégalbage de la poutre transversale, le trait 14 qui correspond à la direction principale de la poutre, à son extrémité, étant proche de la direction transversale 16. Compte tenu de la capacité du profilé 6 à se déformer, le redressement de la poutre transversale au niveau de sa jonction avec le profilé déformable 6 a pour effet de déformer localement ledit profilé sans déformer le brancard 8.
Sur base de cette constatation, la figure 6 illustre les différents efforts qu'il est souhaitable d'exercer selon l'invention sur le profilé déformable et sur le brancard. L'objectif de ces efforts est de déformer le brancard 8 en vue de son effacement progressif. Il peut en effet être souhaitable d'exercer un effort oblique 20 sur la tête du profilé déformable 6. Un tel effort est susceptible d'être transmis au brancard 8 et à le déformer en flexion vers l'extérieur. Il peut également être souhaitable d'exercer un couple de flexion 22 sur la tête dudit profilé 6. Un tel couple 22 pourra alors être transmis au brancard, le couple transmis 24 permettant alors une déformation en flexion du brancard et, partant, la diminution de sa résistance dans l'amortissement du choc. Il peut également être souhaitable d'exercer un effort de compression longitudinal désaxé 28 et/ou un effort de traction longitudinale désaxé 26 sur la tête de brancard 8. De tels efforts sont en effet aptes à résulter en un couple de flexion 24 sur la tête de brancard 8 et, partant, sa déformation en flexion en vue de son effacement lors de l'impact sur un mur avec 100% de recouvrement.
La figure 7 illustre un dispositif d'absorption de choc selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 102 comprend une poutre transversale galbée 104 et un profilé déformable 106 à chacune des ses deux extrémités. Chacun des profilés déformables 106 comprend une bride 1 12 destinée à coopérer avec une bride correspondante 1 10 sur la tête de brancard 108. Des moyens de déformation contrôlée 130 sont disposés sur la face arrière de la poutre transversale 104, à proximité de la jonction de ladite poutre avec le profilé déformable 106. Ces moyens de déformation contrôlée 130 forment une cale destinée à venir en appui sur la paroi intérieure du profilé lors d'un impact contre un mur avec 100% de recouvrement, c'est-à-dire un impact où la poutre transversale 104 va se déformer en se redressant. En effet, dans une telle déformation, la cale 130 va venir en appui sur la face latérale intérieure du profilé 106 et va exercer un effort oblique sur le profilé 106. Cet effort correspond à l'effort 20 représenté à la figure 6. Il va générer un couple de flexion dans le profilé 106 et dans le brancard.
A la figure 7 on peut observer que la cale 130 présente une face de contact avec le profilé qui épouse la section généralement hexagonale du profilé 106. Une distance de sécurité d peut être prévue entre la face d'appui de la cale et la paroi correspondante du profilé 106. L'objectif d'une telle distance est de s'assurer que des déformations de la poutre transversale tendant à légèrement la redresser, éventuellement dans le cas d'un choc frontal du type urbain à 16 km/h avec 40% de recouvrement contre un butoir rigide incliné à 10° , ne fasse pas fléchir le brancard. La distance de sécurité d peut être comprise entre 5 et 10mm. La cale 130 de la figure 7 peut être en matériau plein, tel qu'une résine plastique. Alternativement, elle peut également être creuse en matériau métallique tel que de l'aluminium.
On peut observer à la figure 7 que la cale 130 peut être rapportée sur la face arrière de la poutre transversale 104. Pour ce faire, la cale 130 peut comprendre des pions aptes à coopérer par insertion avec des orifices correspondant sur ladite face arrière. D'autres moyens de fixation, tels que par exemple par vissage, collage et/ou soudage sont bien sûr envisageables. Il est intéressant de noter que cette cale 130 présente l'avantage de pouvoir être aisément montée en après-vente. On peut également observer à la figure 7 que la bride 1 12 du profilé déformable 106 comporte un gousset 134 sur son bord intérieur. Ce gousset 134 pourra être découpé, en fonction de la taille de la cale et de la géométrie du dispositif, afin de ménager un passage pour la cale en fin de course de déformation en choc réparabilité. La figure 8 illustre une variante du dispositif de la figure 7, correspondant ainsi à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les numéros de référence du premier mode sont utilisés dans le deuxième mode pour les éléments identiques ou similaires, ces numéros étant toutefois majorés de 100 afin de bien distinguer les deux modes de réalisation. Similairement au premier mode de réalisation, la cale 230 de ce deuxième mode est conçue pour générer un effort oblique tel qu'illustré à la figure 6. Cette cale 230 est toutefois de conception simplifiée dans la mesure où sa face de contact n'épouse plus le profil de la paroi latérale intérieure du profilé 106. La face de contact de la cale 230 est généralement plane et est destinée à entrer en contact avec la partie correspondante de la paroi latérale intérieure du profilé. Similairement au premier mode de réalisation de l'invention, une distance de sécurité c/' peut être prévue entre ladite face de contact et ladite paroi. Similairement au premier mode de réalisation, elle peut être comprise entre 5 et 10mm. Toutes les caractéristiques du premier mode de réalisation s'appliquent également au deuxième, pour autant qu'elles soient techniquement compatibles. Les figures 9 et 10 illustrent des dispositifs d'absorption de choc selon un troisième et un quatrième mode de réalisation. Ces deux modes de réalisation sont configurés pour appliquer un couple de flexion à la tête du profilé déformable, ce couple se voyant alors transmis à la tête de brancard. A cet effet, il est fait référence à la figure 6 et aux couples 22 et 24.
Les numéros de référence du premier mode sont utilisés dans ces troisième et quatrième modes pour les éléments identiques ou similaires, ces numéros étant toutefois majorés de 200 et de 300, respectivement, afin de bien distinguer les deux modes de réalisation.
La figure 9 correspond au troisième mode de réalisation de l'invention, les moyens de déformation contrôlée forment une entretoise rigide 330 disposée entre la poutre transversale 304 et le profilé déformable 306. Elle s'étend latéralement depuis la jonction entre la poutre et le profilé, vers l'intérieur jusqu'à distance de ladite jonction. Elle constitue ainsi un levier d'une certaine rigidité, apte à appliquer à la tête de profilé 306 un couple de flexion qui se verra transmis à la tête de brancard. L'entretoise 330 est préférentiellement réalisée en matériau métallique, comme par exemple de l'aluminium. Elle est préférentiellement réalisée sous forme d'élément massif ou d'élément creux.
La figure 10 illustre une alternative à la figure 9, où l'entretoise est remplacée par un barreau 430 s'étendant, similairement à l'entretoise 330, latéralement depuis la jonction entre la poutre et le profilé, vers l'intérieur jusqu'à distance de ladite jonction. Le profilé 430 est toutefois fixé sur la face supérieure ou inférieure de la poutre. Au niveau de la jonction entre la poutre et le profilé déformable, le barreau peut également être fixé au profilé déformable. Il est préférentiellement en matériau métallique tel que de l'aluminium et fixé à la poutre et éventuellement au profilé par soudure. Il peut présenter une forme coudée, telle qu'illustrée à la figure, de manière à compenser l'inclinaison de la poutre par rapport à la direction transversale. Il peut s'agir d'un profilé creux tel qu'un tube ou encore d'un barreau plein.
Les figures 1 1 à 13 illustrent différentes étapes de déformation d'un dispositif d'absorption selon la figure 9, ainsi que des brancards d'un véhicule comprenant un tel dispositif.
La figure 1 1 correspond à un premier stade de déformation et on peut observer que la poutre transversale 304 est déjà redressée. Grâce à l'entretoise 330, le pivotement de la portion d'extrémité de la poutre 304 a pour effet d'exercer un couple de flexion sur la tête du profilé déformable 306. A ce stade, le brancard 308 n'est pas encore déformé de manière notoire.
La figure 12 illustre un deuxième stade de déformation, faisant suite au premier stade de la figure 1 1 . On peut observer que le couple de flexion transmis par le profilé déformable 306 au brancard 308 provoque la flexion de ce dernier à proximité de sa tête. L'effort de compression exercé sur le profilé déformable par la poutre génère un couple de flexion du brancard compte tenu de l'inclinaison du profilé déformable 306. Le groupe de refroidisseurs 318 est en contact avec l'échappement du bloc moteur. La figure 13 illustre un troisième stade de déformation où le profilé 306 est fortement déformé en compression et où le brancard a subi un déplacement en rotation par rapport à un point pivot situé à l'arrière. Le groupe de refroidisseurs 318 est en contact avec le bloc moteur. L'inclinaison du brancard permet ainsi à la structure du véhicule de se déformer davantage dans le cas d'un choc frontal contre un mur fixe avec un recouvrement de 100%, et, partant, de limiter les décélérations subies par les occupants du véhicule.
Les figures 14 à 16 illustrent un cinquième mode de réalisation. Les numéros de référence du premier mode sont utilisés dans ce cinquième mode pour les éléments identiques ou similaires, ces numéros étant toutefois majorés de 400, afin de bien distinguer les deux modes de réalisation. Des numéros spécifiques compris entre 500 et 600 sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.
La figure 14 illustre le dispositif d'absorption de choc 502 avant déformation. Les moyens de déformation contrôlée comprennent un bras 530 fixé à la poutre transversale 504 et faisant saillie vers l'arrière depuis la face arrière de ladite poutre. Le bras 530 comprend à son extrémité libre une portion inclinée 532 apte à faire passer outre le gousset 534 de la bride de fixation 512 du profilé déformable 506 en cas de déformation dudit profilé en compression uniquement, c'est-à-dire notamment lors d'un choc frontal du type urbain à 16 km/h avec 40% de recouvrement contre un butoir rigide incliné à 10° . La figure 15 illustre le dispositif de la figure 14 à un premier stade de déformation suite à un choc frontal avec un mur avec 100 de recouvrement. A ce stade, la poutre transversale 504 a commencé à se redresser. Par ce fait, le bras 530 a pivoté vers le profilé déformable 506 à un tel point que l'extrémité 532 du bras est maintenant en face de la bride 512 du profilé.
La figure 16 illustre le dispositif de la figure 15 à un deuxième stade de déformation. La poutre transversale 504 est maintenant quasi totalement redressée, à tel point que l'extrémité 532 du bras 530 s'est encore rapprochée du profilé 506. De plus, ledit profilé 506 a commencé à se déformer en compression, si bien que l'extrémité 534 du bras 530 est maintenant en contact avec la bride 512. Elle est ainsi emprisonnée entre le profilé et le gousset. Elle peut ainsi exercer un effort longitudinal de compression désaxé sur le brancard 508, apte à générer un couple de flexion de ce dernier. La suite du processus de déformation est similaire à celui des figures 12 et 13 discutées précédemment.
En fonction de la longueur du bras, le gousset 534 peut être découpé pour permettre le passage de l'extrémité 534 dudit bras lors de la déformation de la poutre transversale 504.
Le bras 530 est préférentiellement réalisé en tôle d'acier pliée comme illustré à la figure 17. Il peut comprendre une section en U avec des semelles destinées à le rigidifier. Il est préférentiellement fixé par vissage à la face arrière de la poutre.
De manière générale, il est à noter que de manière préférentielle, les moyens de déformation contrôlée sont disposés exclusivement du côté droit. La raison est que le brancard droit est habituellement moins rigide que celui de gauche. En effet, dans les véhicules avec moteur transversal, la boîte de vitesse est habituellement disposée du côté gauche, dégageant ainsi davantage de place pour la section du brancard. Il peut donc être avantageux de prévoir les moyens de déformation décrits ci-avant de manière privilégiée sur le côté droit car ce dernier est moins rigide et donc plus facile à déformer en flexion. Il est toutefois à noter qu'il est également possible de prévoir ces moyens uniquement du côté gauche ou encore des deux côtés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'absorption de chocs (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502) pour véhicule automobile, comprenant :
- deux profilés déformables en compression (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506), disposés parallèlement l'un à l'autre et destinés à être fixés dans le prolongement de deux profilés structurels longitudinaux (108 ; 208, 308, 408, 508) du véhicule, respectivement ;
- une poutre transversale (104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504) fixée aux extrémités avant des profilés déformables (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506), la poutre présentant un profil généralement galbé vers l'avant ;
caractérisé en ce qu'il comprend, en outre :
des moyens de déformation contrôlée (130, 230 ; 330 ; 430 ; 530) disposés sur la poutre transversale (104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504) et configurés pour agir sur au moins un des profilés déformables (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) lors d'une déformation en redressement de ladite poutre, de manière à exercer un couple de flexion sur le ou les profilés structurels.
2. Dispositif d'absorption (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée (130, 230 ; 330 ; 430, 530) sont rapportés sur la face arrière, la face supérieure et/ou la face inférieure de la poutre transversale, préférentiellement par vissage et/ou soudage.
3. Dispositif d'absorption (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée (130, 230 ; 330 ; 430 ; 530) sont situés au niveau de la jonction entre la poutre transversale et le ou les profilés déformables.
4. Dispositif d'absorption (102 ; 202) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée forment une cale (130 ; 230) disposée en regard de la face intérieure du ou de chacun des profilés déformables (106 ; 206), apte à exercer un effort majoritairement transversal au(x) profilé(s) déformable(s), la cale (130 ; 230) présentant préférentiellement une section transversale horizontale en forme de coin.
5. Dispositif d'absorption (102) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face intérieure du ou des profilés déformables (106) présente un profil transversal convexe par rapport à une position centrale du dispositif, la ou les cales (130) comprenant une face non plane épousant au moins partiellement ledit profil.
6. Dispositif d'absorption (302 ; 402) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée (330, 430) s'étendent le long de la poutre transversale (304 ; 404) depuis la jonction de ladite poutre à la ou les poutres déformables (306 ; 406) vers l'intérieur jusqu'à distance de ladite ou desdites poutres, de manière à renforcer la poutre transversale en flexion et à exercer un couple de flexion à la ou les poutres déformables.
7. Dispositif d'absorption (302) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée forment une entretoise (330) disposée sur la face arrière de la poutre transversale (304), entre ladite poutre et le ou les profilés déformables (306).
8. Dispositif d'absorption (402) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée forment un barreau (430) disposé sur la face supérieure et/ou la face inférieure de la poutre transversale (404) et/ou du ou des profilés déformables (406).
9. Dispositif d'absorption (502) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de déformation contrôlée forment un bras (530) en saillie de la face arrière de la poutre transversale (504), configuré pour coopérer par engagement avec une platine de fixation (512) du ou des profilés déformables (506) au(x) profilé(s) structurel(s) (508) du véhicule lors de la déformation en redressement de ladite poutre (504), et pour passer outre ladite platine (512) lors d'une déformation en compression du profilé déformable correspondant (506) sans déformation en redressement de ladite poutre.
10. Véhicule automobile comprenant une structure avec - deux profilés structurels (108 ; 208 ; 308 ; 408, 508) s'étendant longitudinalement généralement parallèlement l'un à l'autre ; et
- un dispositif d'absorption de chocs (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502) comprenant
o deux profilés déformables en compression (106 ; 206 ; 306, 406 ;
506) fixés aux deux profilés structurels (108 ; 208 ; 308 ; 408, 508), respectivement, et dans leur prolongement ;
o une poutre transversale (104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504) fixée aux extrémités avant des profilés déformables ;
caractérisé en ce que le dispositif d'absorption de chocs (102 ; 202 ; 302 ;
402 ; 502) est conforme à l'une des revendications 1 à 9, les moyens de déformation contrôlée (130 ; 230 ; 330 ; 430 ; 530) dudit dispositif étant préférentiellement disposés exclusivement du côté droit du véhicule.
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