FR2902399A1 - Drophead type motor vehicle structure, has rigid reinforcement element connected to front hinge pillar, center pillar and rail by rigid connections and having deformable damping bodies of viscoelastic material at level of one of connections - Google Patents
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Abstract
Description
Structure de véhicule automobile et véhicule automobile comportant uneStructure of a motor vehicle and a motor vehicle comprising a
telle structure. La présente invention concerne une structure de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile comportant une telle structure. such structure. The present invention relates to a motor vehicle structure, and a motor vehicle comprising such a structure.
Les structures des véhicules automobiles comprennent une ossature qui possède au moins deux membrures solidaires l'une de l'autre, comme par exemple un pied avant, un pied milieu et un longeron, se rejoignant entre elles en formant un noeud d'ossature. L'ossature d'un véhicule automobile est soumise à des vibrations provenant notamment des liaisons au sol et du moteur du véhicule automobile. En effet, lors de son roulage, le véhicule est sollicité par des irrégularités de la route qui génèrent des vibrations se propageant vers la structure à travers les liaisons au sol. Ces vibrations sont peu agréables pour les passagers du véhicule, les trépidations ainsi produites sont liées à la fréquence du premier mode global de torsion de la structure du véhicule. Comme l'intensité des excitations qui agissent sur le véhicule décroît avec la fréquence, les spécifications techniques demandent à ce que la fréquence du mode de torsion ne soit pas inférieure à une valeur fixée. Pour répondre à cette demande, les constructeurs raidissent la structure du véhicule. The structures of motor vehicles comprise a frame which has at least two members integral with each other, such as a front foot, a foot and a spar, joining together forming a frame node. The frame of a motor vehicle is subjected to vibrations from including the ground connections and the engine of the motor vehicle. Indeed, during its rolling, the vehicle is solicited by irregularities of the road that generate vibrations propagating to the structure through the ground connections. These vibrations are unpleasant for the passengers of the vehicle, the vibrations thus produced are related to the frequency of the first overall mode of torsion of the vehicle structure. As the intensity of the excitations acting on the vehicle decreases with the frequency, the technical specifications require that the frequency of the torsion mode is not lower than a fixed value. To meet this demand, manufacturers stiffen the structure of the vehicle.
Néanmoins, la rigidification de cette structure augmente son coût de fabrication et son poids. De plus, dans le cas de véhicules de type cabriolet, l'absence de pavillon assouplit la structure si bien que la fréquence du premier mode global de torsion est donc naturellement abaissée. Nevertheless, the stiffening of this structure increases its manufacturing cost and its weight. In addition, in the case of vehicles of the cabriolet type, the absence of flag softens the structure so that the frequency of the first global mode of torsion is naturally lowered.
L'invention a pour but de proposer une structure de véhicule automobile permettant de réduire les transmissions des vibrations par l'augmentation de l'amortissement de la structure, tout en limitant les coûts de fabrication et le poids de cette structure. L'invention a donc pour objet une structure de véhicule automobile, du type comprenant une ossature possédant au moins deux membrures solidaires, formées chacune par un corps creux et se rejoignant entre elles par un noeud d'ossature, caractérisée en ce qu'elle comprend au niveau dudit noeud d'ossature et à l'intérieur desdites membrures, un élément de renfort rigide relié aux membrures par au moins deux liaisons rigides et comportant au niveau d'au moins une de ces liaisons, un corps déformable d'amortissement. The invention aims to provide a motor vehicle structure to reduce vibration transmissions by increasing the damping of the structure, while limiting the manufacturing costs and weight of this structure. The invention therefore relates to a motor vehicle structure, of the type comprising a frame having at least two integral members, each formed by a hollow body and joining together by a frame node, characterized in that it comprises at said frame node and within said frames, a rigid reinforcing member connected to the frames by at least two rigid links and having at at least one of these links, a deformable damping body.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - lesdites au moins deux membrures comprennent un pied avant et un pied milieu reliés par un longeron, ledit élément de renfort étant disposé au niveau du noeud d'ossature entre le pied avant et le longeron et/ou le pied milieu et le longeron, - lesdites au moins deux membrures comprennent un pied avant et un pied milieu reliés par un longeron, ledit élément de renfort rigide étant disposé au niveau des deux noeuds d'ossature entre les pieds avant et milieu et le longeron et s'étend sur toute la longueur dudit longeron, - le corps déformable est disposé dans le longeron et est en un matériau viscoélastique, - le corps déformable est relié, d'une part, audit élément de renfort rigide par une plaque et, d'autre part, audit longeron par au moins un patte de liaison, - le corps déformable est disposé entre deux portions de l'élément de renfort rigide et est relié au longeron par au moins une patte de liaison, - le corps déformable a sensiblement la forme d'un "S" ou d'un "U" ou d'un "W", et - l'élément de renfort rigide est formé par un tube ou une tige. L'invention concerne également un véhicule automobile 25 comprenant une structure telle que précédemment définie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique de coté d'un premier mode de 30 réalisation d'une partie d'une structure d'un véhicule automobile de type cabriolet, - la Fig. 2 est une vue schématique de côté d'un deuxième mode de réalisation d'une partie d'une structure d'un véhicule automobile de type cabriolet, - la Fig. 3 est une vue schématique de côté d'un troisième mode de réalisation d'une partie d'une structure d'un véhicule automobile de type cabriolet, - la Fig. 4 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie de la Fig. 3 et montrant un exemple de réalisation du montage d'un élément de renfort rigide dans un pied avant de la structure du véhicule automobile, et - les Figs. 5 à 7 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de plusieurs modes de réalisation d'un corps déformable d'amortissement associé à une structure de véhicule automobile. Sur les Figs. 1 à 3, on a représenté schématiquement une partie d'une structure d'un véhicule automobile de type cabriolet. De manière classique, cette structure comprend une ossature désignée par la référence générale 1, possédant au moins deux membrures solidaires et qui sont dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, formées par un pied avant 2, un pied milieu 3, s'étendant chacun sensiblement dans une direction verticale et reliés entre eux par un longeron 4, s'étendant dans une direction sensiblement horizontale parallèlement à l'axe longitudinal du véhicule. La membrure formant le pied avant 2 détermine une zone de liaison avec le longeron 4, appelée noeud d'ossature A et la membrure formant le pied milieu 3 détermine avec le longeron 4 une zone de liaison, appelée noeud d'ossature B. Le pied avant 2, le pied milieu 3 et le longeron 4 sont formés chacun par un corps creux et délimitent un passage d'accès au véhicule destiné à recevoir une porte, non représentée. D'une manière générale, l'ossature 1 comprend au niveau du noeud d'ossature A et/ou du noeud d'ossature B et à l'intérieur des corps creux formant les membrures 2, 3 et 4, un élément de renfort rigide 10 relié aux membrures correspondantes par au moins deux liaisons rigides 11, 12, 13 et 14 et comportant au niveau d'au moins une de ces liaisons rigides, un corps déformable d'amortissement 20. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, l'élément de renfort rigide 10 s'étend entre le pied avant 2 et le longeron 4 au niveau du noeud d'ossature A et est relié au pied avant 2 par la liaison rigide 11 et au longeron 4 par la liaison rigide 12. Le corps déformable d'amortissement 20 est disposé dans le longeron 4 entre une extrémité de l'élément de renfort rigide 10 et la liaison rigide 12. Selon un deuxième mode de réalisation, représenté à la Fig. 2, l'élément de renfort rigide 10 est disposé entre le pied milieu 3 et le longeron 4 au niveau du noeud d'ossature B. Cet élément de renfort rigide 10 est relié au pied milieu 3 par la liaison rigide 13 et au longeron 4 par la liaison rigide 14. Le corps déformable d'amortissement 20 est placé dans le longeron 4 entre une extrémité de l'élément de renfort rigide 10 et la liaison rigide 14. According to other features of the invention: - said at least two members comprise a front foot and a middle foot connected by a spar, said reinforcing member being disposed at the frame node between the front foot and the spar and and / or the central pillar and the spar, - said at least two chords comprise a front foot and a central pillar connected by a spar, said rigid reinforcing element being arranged at the two framing knots between the front and middle feet and the spar and extends over the entire length of said spar, - the deformable body is disposed in the spar and is made of a viscoelastic material, - the deformable body is connected, on the one hand, to said rigid reinforcing element by a plate and on the other hand, to said spar by at least one connecting lug, the deformable body is disposed between two portions of the rigid reinforcing element and is connected to the spar by at least one connecting lug, Deformable rps has substantially the shape of an "S" or a "U" or a "W", and - the rigid reinforcing member is formed by a tube or a rod. The invention also relates to a motor vehicle 25 comprising a structure as defined above. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of a portion of a structure of a cabriolet type motor vehicle, FIG. 2 is a schematic side view of a second embodiment of a portion of a structure of a cabriolet-type motor vehicle, FIG. 3 is a diagrammatic side view of a third embodiment of a portion of a structure of a cabriolet type motor vehicle, FIG. 4 is a schematic view on a larger scale of a portion of FIG. 3 and showing an exemplary embodiment of the mounting of a rigid reinforcing element in a front foot of the structure of the motor vehicle, and - Figs. 5 to 7 are diagrammatic views in longitudinal section of several embodiments of a deformable damping body associated with a motor vehicle structure. In Figs. 1 to 3, there is shown schematically a portion of a structure of a motor vehicle type cabriolet. Conventionally, this structure comprises a frame designated by the general reference 1, having at least two integral members and which are in the embodiment shown in these figures, formed by a front foot 2, a central foot 3, s' each extending substantially in a vertical direction and interconnected by a spar 4, extending in a substantially horizontal direction parallel to the longitudinal axis of the vehicle. The chord forming the front foot 2 determines a connection zone with the spar 4, called framing node A and the chord forming the middle foot 3 determines with the spar 4 a connecting zone, called framing node B. The foot before 2, the middle foot 3 and the spar 4 are each formed by a hollow body and define a vehicle access passage for receiving a door, not shown. In general, the frame 1 comprises at the frame node A and / or the frame node B and inside the hollow bodies forming the frames 2, 3 and 4, a rigid reinforcing element 10 connected to the corresponding ribs by at least two rigid connections 11, 12, 13 and 14 and comprising at at least one of these rigid connections, a deformable damping body 20. According to a first embodiment shown in FIG. . 1, the rigid reinforcing element 10 extends between the front foot 2 and the spar 4 at the frame node A and is connected to the front foot 2 by the rigid connection 11 and the spar 4 by the rigid connection 12 The deformable damping body 20 is disposed in the spar 4 between one end of the rigid reinforcing element 10 and the rigid connection 12. According to a second embodiment, shown in FIG. 2, the rigid reinforcing element 10 is disposed between the central pillar 3 and the spar 4 at the frame node B. This rigid reinforcing element 10 is connected to the central pillar 3 by the rigid connection 13 and to the spar 4 by the rigid connection 14. The deformable damping body 20 is placed in the spar 4 between one end of the rigid reinforcing element 10 and the rigid connection 14.
Bien évidemment, les modes de réalisation représentés aux Figs 1 et 2 peuvent être combinés. Selon un troisième mode de réalisation représenté à la Fig. 3, l'élément de renfort rigide 10 s'étend entre le pied avant 2 et le pied milieu 3 au niveau des noeuds d'ossature A et B et sur toute la longueur du longeron 4. Cet élément de renfort rigide 10 est relié au pied avant 2 par une liaison rigide 11, au pied milieu 3 par une liaison rigide 13 et au longeron 4 par deux liaisons rigides, respectivement 12 et 14. Dans ce mode de réalisation, l'élément de renfort rigide 10 comprend deux corps déformables d'amortissement 20 disposés à l'intérieur du corps creux formant le longeron 4 et respectivement entre les liaisons rigides 11 et 12 et les liaisons rigides 13 et 14. Selon un exemple de réalisation représenté à la Fig. 4, l'élément de renfort rigide est relié au pied avant 2 par la liaison rigide 11 qui, dans cet exemple, est formé par un tube de renfort 15 existant dans le pied avant 2 et qui est relié rigidement à ce pied avant 2, par exemple par des points de soudure 16 ou encore par un cordon de soudure. Of course, the embodiments shown in Figs 1 and 2 can be combined. According to a third embodiment shown in FIG. 3, the rigid reinforcing element 10 extends between the front foot 2 and the middle foot 3 at the frame nodes A and B and over the entire length of the spar 4. This rigid reinforcing element 10 is connected to the front foot 2 by a rigid connection 11, the middle foot 3 by a rigid connection 13 and the spar 4 by two rigid links, respectively 12 and 14. In this embodiment, the rigid reinforcing element 10 comprises two deformable bodies of damping 20 disposed inside the hollow body forming the spar 4 and respectively between the rigid links 11 and 12 and the rigid links 13 and 14. According to an exemplary embodiment shown in FIG. 4, the rigid reinforcement element is connected to the front foot 2 by the rigid connection 11 which, in this example, is formed by a reinforcing tube 15 existing in the front foot 2 and which is rigidly connected to the front foot 2, for example by welding points 16 or by a weld seam.
En se reportant maintenant aux Figs. 5 à 7, on va décrire plusieurs modes de réalisation du corps déformable d'amortissement désigné par la référence générale 20. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 5 et qui se rapporte aux exemples des Figs. 1 et 2, le corps déformable d'amortissement 20 est formé par un ensemble 21 constitué par exemple d'une ou plusieurs couches de matériau souple de type viscoélastique. Cet ensemble 21 est disposé entre une plaque 17 fixée à l'extrémité de l'élément de renfort rigide 10 et une patte de liaison 23 fixée par des moyens appropriés de type connu sur la paroi interne du longeron 4. Ce corps déformable d'amortissement 20 peut également s'appliquer à l'exemple de réalisation de la Fig. 3 et, dans ce cas, le corps déformable d'amortissement 20 est disposé entre deux portions de l'élément de renfort rigide 10. Referring now to Figs. 5 to 7, there will be described several embodiments of the deformable damping body designated by the general reference 20. According to a first embodiment shown in FIG. 5 and which refers to the examples of Figs. 1 and 2, the deformable damping body 20 is formed by an assembly 21 consisting for example of one or more layers of flexible material of the viscoelastic type. This assembly 21 is disposed between a plate 17 fixed to the end of the rigid reinforcing element 10 and a connecting lug 23 fixed by appropriate means of known type on the inner wall of the spar 4. This deformable damping body 20 may also apply to the embodiment of FIG. 3 and, in this case, the deformable damping body 20 is disposed between two portions of the rigid reinforcing element 10.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la Fig. 6, le corps déformable d'amortissement 20 est constitué d'un ensemble 22 formé d'une ou de plusieurs couches d'un matériau souple de type viscoélastique et qui, dans cet exemple de réalisation, a la forme d'un "W". Dans ce cas, l'ensemble 22 est disposé entre une plaque de liaison 17 solidaire de l'extrémité de l'élément de renfort rigide 10 et une patte de liaison 23 fixée par des moyens appropriés de type connu sur la paroi interne du longeron 4. D'autres pattes de liaison 23 sont également disposées entre les branches du "W' de l'ensemble 22 et ces pattes de liaison 23 sont également fixées par des moyens appropriés de type connu sur la paroi interne du longeron 4. According to a second embodiment shown in FIG. 6, the deformable damping body 20 consists of an assembly 22 formed of one or more layers of a viscoelastic-type flexible material and which, in this embodiment, has the shape of a "W" . In this case, the assembly 22 is disposed between a connecting plate 17 integral with the end of the rigid reinforcing element 10 and a connecting lug 23 fixed by appropriate means of known type on the inner wall of the spar 4 Other connecting lugs 23 are also arranged between the legs of the "W" of the assembly 22 and these connecting lugs 23 are also fixed by appropriate means of known type on the inner wall of the spar 4.
Selon un troisième mode de réalisation représenté à la Fig. 7, l'ensemble 22 formant le corps déformable d'amortissement 20 peut être placé entre deux portions de l'élément de renfort rigide 10, selon l'exemple représenté à la Fig. 3. Les deuxième et troisième modes de réalisation permettent de 30 réduire le taux de déformation du matériau amortissant et donc d'éviter son déchirement. According to a third embodiment shown in FIG. 7, the assembly 22 forming the deformable damping body 20 may be placed between two portions of the rigid reinforcing element 10, according to the example shown in FIG. 3. The second and third embodiments make it possible to reduce the deformation rate of the damping material and thus to prevent its tearing.
L'ensemble 22 peut présenter d'autres formes, comme par exemple avoir sensiblement la forme d'un "S" ou d'un "U". Dans le cas où le longeron 4 est formé de deux demi-coquilles assemblées l'une à l'autre, les pattes 23 de liaison du corps déformable 20 sont fixées respectivement sur ces deux demi-coquilles du longeron 4. Bien sur d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés notamment des modes où l'élément de renfort rigide 10 n'est pas solidarisé avec le longeron 4. De préférence, l'élément de renfort rigide 10 est formé par un tube ou une tige. La matière amortissante constituant le corps déformable 20 est un produit viscoélastique qui réticule et qui s'expanse lors de la cuisson en cataphorèse de la structure du véhicule. La liaison mécanique d'adhérence entre les différents organes et le corps déformable 20 est assurée par ce produit amortissant qui s'expanse avec la température du bain de cataphorèse. La quantité de produit déposé est adaptée en fonction de l'entrefer entre les organes à lier mécaniquement. Ainsi, après l'expansion de la matière amortissante, le volume initial d'air compris entre les pattes 23 de liaison et les plaques 17 ou entre les pattes 23 de liaison est rempli par la matière amortissante. The assembly 22 may have other shapes, such as for example having substantially the shape of an "S" or a "U". In the case where the spar 4 is formed of two half-shells assembled to one another, the tabs 23 of the connecting deformable body 20 are fixed respectively on these two half-shells of the spar 4. Of course other Embodiments may be envisaged including modes where the rigid reinforcing element 10 is not secured to the spar 4. Preferably, the rigid reinforcing element 10 is formed by a tube or a rod. The damping material constituting the deformable body 20 is a viscoelastic product which cross-links and expands during cataphoresis cooking of the vehicle structure. The mechanical connection of adhesion between the various members and the deformable body 20 is ensured by this damping product which expands with the temperature of the cataphoresis bath. The amount of product deposited is adapted according to the gap between the bodies to be mechanically bonded. Thus, after the expansion of the damping material, the initial volume of air between the connecting tabs 23 and the plates 17 or between the connecting tabs 23 is filled by the damping material.
A titre d'exemple, ce produit peut avoir les caractéristiques suivantes : - module de cisaillement : G' = 1 à 50mpa, - amortissement traduit par la tangente (angle de perte) à température de 20 C et à 20 hertz : environ 1, - taux d'expansion dans le bain de cataphorèse : compris entre 100% et 1200%. Ainsi pour une structure comprenant l'invention, le mouvement relatif entre le pied avant 2, le pied milieu 3 et le longeron 4 s'accompagne d'une déformation élastique du corps déformable 20, en particulier une déformation de cisaillement. Le corps 20 étant en matériau d'amortissement viscoélastique, sa déformation s'accompagne d'une dissipation importante d'énergie sous forme de chaleur. II en résulte une réduction du mouvement relatif entre le longeron 4 et les pieds avant 2 et milieu 3. Le ou les corps déformables d'amortissement 20 permettent par conséquent d'atténuer l'amplitude des vibrations se propageant dans la structure 5 du véhicule. Le choix des dimensions géométriques et des propriétés des matériaux 10 et du ou des corps 20 permet d'adapter les caractéristiques d'amortissement afin d'atteindre les prestations souhaitées. Bien entendu l'invention peut s'appliquer à toutes les silhouettes 10 de véhicule. By way of example, this product may have the following characteristics: shear modulus: G '= 1 to 50mpa; - damping translated by the tangent (loss angle) at 20 C and at 20 Hertz: approximately 1, expansion rate in the cataphoresis bath: between 100% and 1200%. Thus for a structure comprising the invention, the relative movement between the front foot 2, the middle foot 3 and the spar 4 is accompanied by an elastic deformation of the deformable body 20, in particular a shear deformation. Since the body 20 is made of viscoelastic damping material, its deformation is accompanied by a significant dissipation of energy in the form of heat. This results in a reduction of the relative movement between the spar 4 and the front feet 2 and middle 3. The deformable body or damping 20 therefore allow to reduce the amplitude of vibration propagating in the structure 5 of the vehicle. The choice of the geometric dimensions and the properties of the materials 10 and the body or bodies 20 makes it possible to adapt the damping characteristics in order to achieve the desired performances. Of course, the invention can be applied to all vehicle silhouettes.
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