FR2909618A1

FR2909618A1 - Crashbox for absorbing impact energy in e.g. car, has sheath composed of fiber reinforced plastic composite material and resting on outer part of deformation section, where sheath has end arranged so as to be rolled on plate during impact

Info

Publication number: FR2909618A1
Application number: FR0759732A
Authority: FR
Inventors: Johannes Boke; Christian Howe; Wilfried Dr Rostek; Sebastien Grasser; Michael Heine
Original assignee: SGL Carbon SE; Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: SGL Carbon SE; Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2008-06-13
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: DE102006058604A1; FR2909618B1; DE102006058604B4

Abstract

The crashbox (1) has a box-shaped deformation section (4) made of metallic sheet forming folds in case of axial buckling of the section. The section has a sheath (5) composed of fiber e.g. carbon fiber, reinforced plastic composite material and mechanically resting, by co-operation of shapes, on an outer part of the section. The sheath has an end arranged so as to be rolled on a support plate (3) during an impact. A foam body is arranged in the section.

Description

CAISSON D'ABSORPTION D'ENERGIE DE CHOC L'invention concerne un caissonThe invention relates to a casing

d'absorption d'énergie de choc, du type communément dénommé par le terme anglais crashbox , destiné à être intégré entre un support ou une entretoise transversal(e) de pare-choc et des longerons d'un véhicule à moteur, comprenant un profilé de déformation en forme de boîtier en tôle métallique qui forme des plis en cas de flambage axial. Les caissons de ce type contribuent à protéger la carrosserie d'un véhicule à moteur en cas de choc à faible vitesse, afin que cette dernière ne subisse aucun dommage. Les caissons de ce type absorbent l'énergie résultant d'un choc en la transformant en travail de déformation. shock absorber, of the type commonly known as crashbox, intended to be integrated between a transverse bumper support or spacer (e) and longitudinal members of a motor vehicle, comprising a profile deformation in the form of metal sheet casing which forms folds in case of axial buckling. The boxes of this type contribute to protect the bodywork of a motor vehicle in case of shock at low speed, so that it does not suffer any damage. Caissons of this type absorb the energy resulting from a shock by transforming it into deformation work.

Les structures anti-choc d'un véhicule à moteur sont perfectionnées en permanence en vue d'améliorer leur capacité de dissipation de l'énergie, tant et si bien qu'il existe désormais un grand nombre de réalisations diverses de tels caissons. Outre les matériaux métalliques classiques, il est notoire d'employer aussi des structures composites renforcées par des fibres, qui présentent un fort coefficient de dissipation d'énergie tout ne représentant qu'une faible proportion du poids total du véhicule. Dans la pratique, l'utilisation de structures composites renforcées par des fibres est limitée jusqu'à présent au segment des véhicules haut de gamme. En règle générale, les crashbox en aluminium et en acier disponibles sur le marché sont des réalisations irréversibles et reposent sur la déformation plastique d'éléments. Il convient à ce titre de citer comme exemple DE 198 33 250 Al. Trois principes de déformation différents sont essentiellement utilisés : les crashbox sont fréquemment pliées pendant la contrainte axiale. Il est également notoire d'employer des tubes emboutis par retournement, dans le cas desquels un profilé tubulaire est retroussé sur lui-même par déformation plastique. De même, la réduction d'un diamètre de tube par enfoncement au moyen d'une matrice est également connue. L'expérience a montré qu'un pli de la crashbox défini de manière spécifique provoque des courbes de force et de trajectoire extrêmement fluctuantes à partir d'un certain niveau de force. Ces fluctuations résultent en une absorption d'énergie qui est inférieure à l'absorption d'énergie maximale possible. Si la capacité d'absorption 290961 8 2 d'énergie de telles crashbox doit être améliorée, il est alors nécessaire par la force des choses de définir également un dimensionnement plus important pour les crashbox, ce qui implique par conséquent un poids plus élevé des éléments. Les crashbox qui fonctionnent exclusivement selon principe du 5 retournement ou retroussement atteignent certes les courbes de force et de trajectoire souhaitées les plus constantes possible, mais cela se fait alors au détriment d'un net surpoids par rapport aux crashbox formant des plis, car des plaques de butée configurées de manière correspondante et équipées de congés ou d'éléments similaires sont nécessaires à l'initiation de l'emboutissement par retournement ou 10 retroussement. Les crashbox dans lesquelles des profilés métalliques sont combinés à des structures composites renforcées par des fibres, présentent de bien meilleurs résultats selon la conception. Cependant, cela implique souvent une disposition spécifique des fibres de la structure composite en plastique renforcée par des fibres. De plus, il 15 convient de tenir compte du fait que les crashbox ont aussi, en règle générale, une fonction porteuse, étant donné qu'elles servent à stabiliser l'avant-corps d'un véhicule à moteur et supportent en règle générale l'avant-train avec un pare-choc, un radiateur et des équipements auxiliaires. Ces exigences impliquent souvent des solutions dont la conception s'avère coûteuse. The anti-shock structures of a motor vehicle are continuously improved to improve their energy dissipation capability, so much so that there are now a large number of different achievements of such boxes. In addition to conventional metallic materials, it is well known to employ also fiber-reinforced composite structures, which have a high energy dissipation coefficient while only a small proportion of the total weight of the vehicle. In practice, the use of fiber-reinforced composite structures has so far been limited to the high-end segment. In general, aluminum and steel crashboxes available on the market are irreversible achievements and rely on the plastic deformation of elements. It should be mentioned as an example DE 198 33 250 Al. Three different deformation principles are mainly used: the crashboxes are frequently folded during the axial stress. It is also known to use stamped tubes by turning, in the case of which a tubular section is rolled up on itself by plastic deformation. Similarly, the reduction of a tube diameter by embedding by means of a matrix is also known. Experience has shown that a fold of the specifically defined crashbox causes extremely fluctuating force and path curves from a certain force level. These fluctuations result in an energy absorption that is less than the maximum possible energy absorption. If the energy absorption capacity of such crashboxes needs to be improved, it is then necessary for the force of things to also define a larger dimensioning for the crashboxes, which consequently implies a higher weight of the elements. . Crashboxes that operate exclusively according to the principle of turning 5 or rollback certainly achieve the most constant desired curves of force and trajectory, but this is done to the detriment of a net overweight compared to crashboxes forming folds, because plates correspondingly configured stoppers and equipped with fillets or similar elements are required for initiating embossing by turning or roll-up. Crashboxes in which metal profiles are combined with fiber-reinforced composite structures have much better results depending on the design. However, this often involves a specific fiber arrangement of the fiber reinforced plastic composite structure. In addition, it should be borne in mind that crashboxes are generally also a carrier function, since they serve to stabilize the front of a motor vehicle and generally with bumper, radiator and auxiliary equipment. These requirements often involve solutions that are expensive to design.

20 En raison de la disposition spatiale de montage des atténuateurs ou absorbeurs de choc, les constructeurs automobiles préfèrent mettre en place des systèmes qui absorbent l'énergie cinétique au moment de la survenue des dommages dans un diagramme caractéristique de force et de course le plus idéal possible, et qui sont transformés, après une augmentation initialement abrupte de la force, en un 25 niveau de force constant, de telle sorte que l'intégrale sous le diagramme caractéristique de force et de course soit maximale. C'est la raison pour laquelle il a été proposé dans DE 197 36 803 C2 un élément de déformation pour lequel un corps en mousse, positionné de manière à donner lieu au diagramme caractéristique de force et de course le plus favorable possible, est disposé, tout au moins par section, sur la paroi intérieure de l'élément de déformation réalisé sous la forme d'un corps tubulaire.Due to the spatial arrangement of attenuators or shock absorbers, car manufacturers prefer to implement systems that absorb kinetic energy at the moment of damage in a most ideal characteristic force and stroke pattern. possible, and which are transformed, after a initially steep increase in force, into a constant force level, such that the integral under the force and stroke characteristic is maximal. For this reason, it has been proposed in DE 197 36 803 C2 a deformation element for which a foam body, positioned so as to give rise to the most favorable force and stroke characteristic diagram, is arranged, at least in section, on the inner wall of the deformation element in the form of a tubular body.

290961 8 3 De même, il est notoire de réaliser des éléments de déformation à double paroi. Dans DE 103 43 431 B4 est décrit un élément de déformation qui comprend un corps tubulaire qui, par emboutissage par retroussement d'une section tubulaire, transforme l'énergie provoquée par un choc, où l'extrémité libre du tube vient 5 s'appuyer sur un élément pourvu d'un congé concave déterminant le rayon extérieur d'emboutissage. En outre, un insert servant également à transformer l'énergie est disposé dans la section tubulaire. L'insert doit reposer, tout au moins en partie, sur la paroi intérieure du corps tubulaire et comprendre une matrice avec des fibres de verre ou de carbone noyées qui éclatent et se désagrègent sous la contrainte mécanique en 10 cas d'intervention d'une force suffisamment importante. A l'inverse des tubes séparés, cette combinaison doit permettre de parvenir à une meilleure résistance à la flexion par compression axiale et de réaliser un angle d'emboutissage plus important. Par le document DE 197 17 473 B4, on connaît un élément d'absorption de l'énergie qui est construit à partir de plusieurs éléments en forme de tube emboîtés les 15 uns dans les autres et constitués de divers matériaux. En cas de dommage, un premier élément en forme de tube absorbe de l'énergie par rupture et un deuxième élément en forme de tube absorbe de l'énergie par déformation déroulante, les éléments en forme de tubes emboîtés les uns dans les autres se stabilisant mutuellement. En combinant un élément se déformant par déroulement avec un élément se brisant, il 20 est certes possible de lisser la courbe de force et de courbe, mais la combinaison de ces deux principes de transformation d'énergie demande un espace de construction correspondant qui n'est pas forcément disponible au niveau d'une voiture particulière. C'est pourquoi un tel élément d'absorption de l'énergie est plutôt destiné à l'amortissement des chocs des véhicules sur rails.Similarly, it is known to produce double wall deformation elements. DE 103 43 431 B4 discloses a deformation element which comprises a tubular body which, by bending up a tubular section, transforms the energy caused by a shock, where the free end of the tube is supported. on an element provided with a concave fillet determining the outer radius of stamping. In addition, an insert also serves to transform the energy is disposed in the tubular section. The insert must rest, at least in part, on the inner wall of the tubular body and comprise a matrix with embedded glass or carbon fibers that burst and disintegrate under mechanical stress in case of intervention of a force large enough. In contrast to separate tubes, this combination must make it possible to achieve better resistance to bending by axial compression and to achieve a larger drawing angle. DE 197 17 473 B4 discloses an energy absorbing element which is constructed from a plurality of tube-shaped elements interlocked into each other and made of various materials. In the event of damage, a first tube-shaped element absorbs energy by breaking and a second tube-shaped element absorbs energy by deforming deformation, the tube-shaped elements nested in one another stabilizing. mutually. By combining a deforming element by unwinding with a breaking element, it is certainly possible to smooth the curve of force and curve, but the combination of these two principles of energy transformation requires a corresponding building space which does not is not necessarily available at the level of a particular car. This is why such an energy absorption element is rather intended for the shock absorption of vehicles on rails.

25 Par le document DE 40 40 459-A1 on connaît une crashbox destinée à être intégrée entre un support ou une entretoise transversale de pare-choc et des longerons d'un véhicule à moteur, comprenant des ressorts à lames qui sont reliés ensemble par un enroulement fibreux. Les ressorts à lames se composent d'un matériau en plastique renforcé par des fibres et sont déformables aussi bien élastiquement que 30 plastiquement. Deux ressorts à lames sont fixés d'un côté au longeron d'un véhicule et le troisième ressort à lames est fixé par les deux côtés à un support transversal de 2909618 4 pare-choc. Les extrémités libres des deux ressorts à lames fixés au longeron du véhicule s'étendent vers l'avant et sont en forme de coude vers l'extérieur. Le troisième ressort à lames fixé à l'entretoise transversale de pare-choc est conçu en forme de U et fixé à l'entretoise transversale de pare-choc par ses extrémités 5 libres s'étendant vers l'avant et en forme de coude vers l'extérieur. Partant de ce principe, le but de l'invention consiste à perfectionner en ce sens un tel caisson destiné à être intégré entre un support transversal de pare-choc et des longerons d'un véhicule à moteur d'une manière permettant à la fois la plus grande économie possible en termes de poids, de coûts et d'espace de construction en vue de 10 parvenir à une courbe caractéristique force/course la plus idéale possible, qui présente initialement une augmentation abrupte de la force et pouvant être transformée en un niveau de force le plus constant possible, tant et si bien que l'intégrale sous la courbe caractéristique force/course est maximale. Cet objectif est atteint au moyen d'un tel caisson destiné à être intégré entre 15 un support transversal de pare-choc et des longerons d'un véhicule à moteur, comprenant un profilé de déformation en forme de boîtier en tôle métallique qui forme des plis en cas de flambage axial. Le profilé de déformation, tout au moins dans les zones dans lesquelles des plis se forment en cas de choc, est pourvu extérieurement d'une gaine, composée d'un matériau composite en plastique renforcé 20 par des fibres, qui repose mécaniquement par coopération de formes sur la partie extérieure du profilé de déformation, une extrémité de la gaine étant disposée de manière à pouvoir être retroussée sur une plaque de support pendant le choc. Des perfectionnements avantageux du concept de l'invention sont présentés ci-après.DE 40 40 459-A1 discloses a crashbox intended to be integrated between a bumper transverse support or spacer and longitudinal members of a motor vehicle, comprising leaf springs which are connected together by a fibrous winding. The leaf springs are made of a fiber reinforced plastic material and are deformable both elastically and plastically. Two leaf springs are attached to one side of a vehicle spar and the third leaf spring is secured on both sides to a transverse bumper support 2909618. The free ends of the two leaf springs attached to the vehicle spar extend forwardly and are elbow-shaped outwardly. The third leaf spring attached to the transverse bumper spacer is U-shaped and attached to the bumper transverse strut by its forward and elbow-shaped free ends. outside. On the basis of this principle, the object of the invention consists in perfecting in this direction such a box intended to be integrated between a transverse bumper support and longitudinal members of a motor vehicle in a way that allows both the greatest possible saving in terms of weight, cost and construction space in order to achieve the most ideal force / stroke characteristic curve, which initially has a steep increase in force and can be converted into a level the most constant force possible, so much so that the integral under the force / stroke characteristic is maximal. This object is achieved by means of such a box intended to be integrated between a transverse bumper support and longitudinal members of a motor vehicle, comprising a metal sheet-like deformation profile which forms folds. in case of axial buckling. The deformation profile, at least in the areas in which folds are formed in the event of impact, is externally provided with a sheath made of a fiber-reinforced plastic composite material which mechanically rests by cooperation of forms on the outer portion of the deformation profile, one end of the sheath being arranged so that it can be rolled up on a support plate during the impact. Advantageous improvements of the concept of the invention are presented hereinafter.

25 Dans le cas du caisson selon l'invention, le profilé de déformation est pourvu à l'extérieur, tout au moins dans les zones qui forment des plis en cas de choc, d'une gaine, conçue à partir de matériaux composites en plastique renforcés par des fibres et retenue mécaniquement par des formes complémentaires sur la partie extérieure du profilé de déformation.In the case of the box according to the invention, the deformation profile is provided on the outside, at least in the zones which form folds in the event of impact, of a sheath made from plastic composite materials. reinforced by fibers and mechanically retained by complementary shapes on the outer part of the deformation profile.

30 Grâce à la gaine en contact à l'extérieur et à la liaison mécanique étroite, il se produit en cas de flambage du profilé de déformation métallique une force radiale 290961 8 5 opposée par rapport à la formation du pli, par laquelle la formation du pli du corps de déformation peut être contrôlée. En particulier, la tendance de l'élément de déformation à former des plis provoque une force de compression dirigée vers l'extérieur qui est transformée en force de traction à l'intérieur de la gaine. La 5 distribution de la tension à l'intérieur de la gaine dépend du coefficient de tension entre les fibres et la matrice entourant les fibres. Fondamentalement, les fibres et les composants sont harmonisés entre eux de manière à ce que les pics de force survenant puissent être répartis le mieux possible dans le matériau. L'avantage d'une gaine reposant à l'extérieur permet en particulier de faire en 10 sorte qu'une contrainte de traction plutôt qu'une contrainte de compression se produise à l'intérieur de la gaine. Lors d'une contrainte de compression, la matrice fonctionne comme un ballast, dans lequel est logée une poutre élastiquement encastrée, c'est à dire la fibre. Par conséquent, tant la rigidité de la matrice que la résistance à la flexion de la fibre s'avèrent critiques pour la résistance à la 15 compression du matériau. Le calcul de la rigidité à la compression est donc beaucoup plus complexe, car en plus de la résistance pure à la traction de la fibre, le diamètre de la fibre joue également un rôle en raison du moment quadratique intervenant dans le calcul de la rigidité à la flexion. Il s'agit par conséquent d'un problème de stabilité, pour lequel même les moindres changements dans la composition du matériau ont 20 des répercussions considérables sur les forces supportables, avec pour conséquence qu'une rupture par compression peut se produire de manière très soudaine et en partie sans avertissement préalable. Une gaine reposant à l'extérieur qui absorbe les force de traction est donc essentiellement bien mieux adaptée pour modifier le comportement de déformation dans le sens d'une absorption d'énergie homogène, 25 qu'un élément de déformation se trouvant à l'intérieur et composé d'un matériau composite en plastique renforcé par des fibres. Bien évidemment, le matériau de la gaine et tout particulièrement la proportion et l'alignement des fibres, ont une influence décisive sur le comportement de déformation. Il est particulièrement avantageux que le profilé de déformation soit 30 enveloppé par les fibres de la gaine ou que le profilé de déformation soit entouré par un entrelacs de fibres. Fondamentalement, est particulièrement approprié, en vue 290961 8 6 de contrôler le comportement des plis, d'orienter individuellement les fibres de la gaine, par exemple en disposant plusieurs nattes de fibres superposées, en observant diverses directions pour les fibres principales. Le lissage de la courbe force/course peut être atteint par le fait qu'une 5 extrémité de la gaine est disposée de manière à pouvoir être retroussée sur une plaque de support pendant le choc. La gaine possède donc une double fonction. Pour atteindre la liaison mécanique la plus étroite possible entre le profilé de déformation et la gaine, le procédé par enroulement de fibres est particulièrement pertinent, étant donné que des filaments sans fin sont juxtaposés de manière rigide et 10 étroite et positionnés avec une grande précision de mesure en face du profilé de déformation. Un ou plusieurs filaments peuvent dans un premier temps être dirigés à travers un bain d'imprégnation dans lequel les fibres sont imprégnées avec le matériau de la matrice. Ensuite, le bobinage est effectué autour du profilé de déformation. Mais il est aussi possible d'appliquer des bandes fibreuses de type 15 Prepreg , c'est à dire des bandes fibreuses préalablement imprégnées sur l'élément de déformation, en particulier sous forme de nattes ou mats de fibres. Dans ce cas, le matériau de la matrice n'est plus liquide, mais présente une consistance solide et légèrement collante. La gaine peut aussi bien être collée en certains endroits au profilé de 20 déformation que comprimée ou pressée sur le profilé de déformation. Dans le cas d'un collage, il peut s'agir d'agents de liaison rigides à viscoplastiques qui influent sur le pliage de l'élément de déformation en raison de leurs propriétés physiques. Les fibres de carbone sont utilisées en particulier comme fibres du matériau composite renforcé par des fibres. Cependant, il est aussi possible d'imaginer des cas 25 d'application dans lesquels les fibres du matériau composite en plastique renforcé par des fibres sont composées de verre et/ou d'aramide. De même, un enrobage supplémentaire, tout au moins en certains endroits, de la gaine avec une autre coque métallique est envisageable, formant ainsi une sorte de structure en sandwich. La composition de la matrice du matériau composite en plastique renforcé par 30 des fibres est également critique pour la capacité d'absorption de l'énergie. Plus la matrice présente des propriétés viscoplastiques, plus le pouvoir d'absorption de 2909618 7 l'énergie est fondamentalement élevé. Dans le cas de la matrice, il peut s'agir de matériaux de synthèse thermodurcissables à thermoplastiques. II est également possible de recourir à des résines viscoplastiques nano-modifiées. A cet égard, une matière de charge qui est composée de particules ayant un diamètre défini dans la 5 plage nanométrique, est ajoutée à la résine. Les particules peuvent être par exemple des nano-fibres de carbone ou même être composées de matières céramiques. Ces matières de charge modifient la ductilité de la résine au niveau de son comportement viscoplastique. Par conséquent, est possible de modifier un agent thermodurcissable, de manière à ce que son comportement s'approche des agents 10 thermoplastiques viscoplastiques. De même, l'utilisation de thermoplastiques à polymérisation in situ peut être envisagée. A cet effet, le CBT (cyclic butylene therephthalat) constitue un excellent exemple ; il s'agit d'un produit de la société Cyclics qui réunit avantageusement les proprités des agents thermodurcissables et des thermoplastiques. Le produit initial 15 CBT est composé de molécules de butylène téréphtalate qui sont disposées dans un circuit fermé. Par l'adjonction d'un catalyseur, les molécules sont rompues et liées à de longues chaînes de polymères, donnant ainsi naissance au produit final, à savoir le thermoplastique PBT (Poly-butylène téréphtalate). Les propriétés particulières du matériau permettent de le traiter comme un agent thermodurcissable tout en obtenant 20 un thermoplastique comme produit final. Afin d'augmenter encore plus le pouvoir d'absorption de l'énergie, il est possible de prévoir une garniture en mousse à l'intérieur du profilé de déformation. Cette méthode permet d'obtenir des effets positifs supplémentaires lors du pliage. Le pliage ciblé peut être soutenu par des zones à seuil de flexion mis en place 25 dans le profilé de déformation. L'invention se caractérise en ce sens qu'une courbe force/course constante avec une absorption d'énergie optimisée correspondante est réalisable grâce à la combinaison d'un profilé de déformation pliable avec une gaine composée d'un matériau composite en plastique renforcé par des fibres. Le poids de l'élément 30 composite est très faible. Par ailleurs, une telle crashbox peut être fabriquée de manière économique en utilisant des matières particulièrement rentables. Les 290961 8 8 avantages selon l'invention résultent en particulier de l'application directe de la gaine par un procédé de bobinage ou d'entrelacs correspondant sur le corps métallique principal. Si des structures fibreuses sèches sont appliquées, la matrice peut être rapidement mise en place et imprégnée par des processus d'imprégnation liquides, 5 comme par exemple l'injection en matière thermodurcissable, C'est aussi valable pour des thermoplastiques viscoplastiques (CBT). Des temps de cycle courts sont donc possibles. L'invention est décrite plus en détail par la suite à l'aide des exemples de réalisation représentés dans les dessins schématiques. Les schémas suivants sont 10 représentés : figure 1 : une représentation en coupe d'une crashbox avant un choc ; figure 2 : une représentation en coupe à travers la crashbox de la figure 1 après un choc ; figure 3 : un diagramme caractéristique force/course; 15 figure 4 : diverses formes de coupe transversale du profil de déformation ; figure 5 : deux géométries différentes de crashbox en coupe longitudinale ; figure 6 : plusieurs formes de déclenchements d'une gaine et 20 figure 7 : des gaines déclenché es de différentes manières en combinaison avec divers flasques en plaques. La figure 1 montre, dans une représentation purement schématique un caisson d'absorption d'énergie de choc ou crashbox 1, dont les proportions ne sont absolument pas représentées à l'échelle, mais qui ne sert qu'a expliquer la structure 25 de ce caisson. Le caisson 1 est intégré entre un support transversal de pare-choc, qui n'est pas représenté plus en détail et qui se raccorderait dans le plan de l'image à droite, et un longeron du véhicule à moteur qui se trouverait à gauche dans le plan de l'image. Dans cet exemple de réalisation, le caisson 1 est pourvu de plaques d'appui 2, 3 dessinées de manière schématique, par l'intermédiaire desquelles la force axiale 30 F transmise du support transversal de pare-choc sur le longeron est transmise sur un profilé de déformation en métal 4 disposé entre les plaques d'appui 2, 3, ainsi que sur 2909618 9 une gaine 5, composée d'un matériau composite renforcé par des fibres, et s'enroulant sur le côté externe autour du profilé de déformation 4. Dans cet exemple de réalisation, le profilé de déformation 4 est soutenu sur des raccords d'extrémité 6, 7, qui sont chacun relié à une plaque de support 2 ou 3, 5 respective. Dans ces zones, la gaine 5 est reliée au profilé de déformation au moyen d'une technique de collage. Dans cet exemple de réalisation, la gaine 5 n'est pas collée au profilé de déformation 4 entre les raccords 6, 7. Dans la figure 1, plusieurs zones à seuil de flexion 8 sont indiquées dans la partie entre les raccords 6, 7. Les zones à seuils de flexion 8 sont destinées à 10 contrôler le pliage ou plissement du profilé de déformation 4 dans certaines limites, de manière à ce que le pliage ne se déroule pas complètement hors de contrôle en cas de choc. L'état d'écrasement du caisson 1 représenté sur la figure 1 peut être observé sur la figure 2. Il est possible de reconnaître que la gaine 5 est recourbée vers 15 l'extérieur dans la zone de la plaque d'appui 3, de sorte que le renversement ou retroussement vers l'extérieur permet d'absorber une partie de l'énergie du choc. En outre, le travail de déformation a eu lieu dans la zone du profilé de déformation 4. Les plis dessinés 9 expliquent une déformation possible après un choc. La superposition du pliage ou plissement du profilé de déformation 20 métallique 4 et du renversement ou retroussement inversé en continu de la gaine 5 permet d'établir en théorie la courbe force/course en résultant et représentée sur la figure 3. Il est possible de reconnaître que la force nécessaire à la déformation augmente fortement dans un premier temps, mais reste presque constante après la mise en oeuvre de la déformation, tant et si bien que l'intégrale sous la courbe, et 25 donc la contrainte réalisée dans le caisson, sont maximales. Les avantages selon l'invention de cette combinaison d'un profilé de déformation métallique 4 et d'un élément en matériau composite en plastique renforcé s'étendant à l'extérieur et formant la gaine 5, sont obtenus même dans le cas de géométries de coupe transversale totalement diverses du caisson 1. La figure 4 30 montre cinq exemples de réalisation en coupe transversale que peut avoir ledit caisson L Partant de coupes transversales rondes ou ovales (figure 4a), b)), ledit 2909618 10 caisson 1 peut également, dans l'absolu, posséder une coupe transversale avec des angles (carrée ou polygonale), comme les figures 4c)-e) l'indiquent. La coupe transversale dudit caisson 1 peut rester constante sur toute la longueur du caisson 1. Dans l'absolu cependant, il est aussi imaginable de faire 5 varier la coupe transversale et en particulier de la réduire dans la direction allant vers le support transversal de pare-choc. Les figures 5a) et b) montrent deux exemples de réalisation d'une telle coupe transversale d'un tel caisson, réduite dans la direction allant vers le support transversal de pare-choc. La figure 5a) montre une coupe longitudinale de forme essentiellement trapézoïdale, pour laquelle un côté supérieur 10 et un côté inférieur dudit caisson s'étendent inclinés ou en angle par rapport à l'horizontale. Dans le mode de réalisation de la figure 5b, il est prévu que seul un côté inférieur dudit caisson s'étende incliné ou en angle par rapport à l'horizontale, tandis qu'un côté supérieur dudit caisson s'étend à l'horizontale. Il en résulte ainsi également une structure de forme trapézoïdale.Due to the sheath in contact with the outside and the narrow mechanical connection, in case of buckling of the metal deformation profile, a radial force 290961 opposed to the formation of the fold, by which the formation of the Deformation body fold can be controlled. In particular, the tendency of the deformation member to form folds causes an outwardly directed compressive force which is transformed into a pulling force within the sheath. The distribution of the tension within the sheath depends on the coefficient of tension between the fibers and the matrix surrounding the fibers. Fundamentally, the fibers and components are harmonized with each other so that the peaks of force occurring can be distributed as well as possible in the material. The advantage of an externally restoring sheath in particular makes it possible for a tensile stress rather than a compressive stress to occur within the sheath. During a compression stress, the matrix functions as a ballast, in which is housed an elastically embedded beam, ie the fiber. Therefore, both the stiffness of the matrix and the flexural strength of the fiber are critical to the compressive strength of the material. The calculation of the compressive stiffness is therefore much more complex, because in addition to the pure tensile strength of the fiber, the diameter of the fiber also plays a role because of the quadratic moment involved in the calculation of the stiffness at flexion. It is therefore a problem of stability, for which even the slightest changes in the composition of the material have a considerable impact on the endurable forces, with the result that a compression failure can occur very suddenly. and in part without prior warning. An outer sheath which absorbs the tensile forces is therefore much better adapted to modify the deformation behavior in the direction of homogeneous energy absorption, than a deformation element lying inside. and composed of a fiber reinforced plastic composite material. Of course, the material of the sheath and especially the proportion and alignment of the fibers, have a decisive influence on the deformation behavior. It is particularly advantageous that the deformation profile is wrapped by the fibers of the sheath or that the deformation profile is surrounded by a fiber interlacing. Basically, it is particularly appropriate, in view of controlling the behavior of the plies, to individually orient the fibers of the sheath, for example by arranging several mats of superposed fibers, observing various directions for the main fibers. The smoothing of the force / stroke curve can be achieved by the fact that one end of the sheath is arranged so that it can be rolled up on a support plate during impact. The sheath has a dual function. In order to achieve the closest possible mechanical connection between the deformation profile and the sheath, the fiber-winding process is particularly relevant, since endless filaments are rigidly and closely juxtaposed and positioned with great precision in the process. measurement in front of the deformation profile. One or more filaments can initially be directed through an impregnation bath in which the fibers are impregnated with the matrix material. Then, the winding is performed around the deformation profile. However, it is also possible to apply Prepreg-type fibrous webs, ie fibrous webs previously impregnated on the deformation element, in particular in the form of mats or mats of fibers. In this case, the material of the matrix is no longer liquid, but has a solid and slightly sticky consistency. The sheath may also be glued in some places to the deformation profile as compressed or pressed on the deformation profile. In the case of a bonding, they can be rigid viscoplastic bonding agents which influence the folding of the deformation element because of their physical properties. Carbon fibers are used in particular as fibers of the fiber reinforced composite material. However, it is also possible to imagine applications in which the fibers of the fiber-reinforced plastic composite material are composed of glass and / or aramid. Similarly, an additional coating, at least in some places, of the sheath with another metal shell is possible, thus forming a kind of sandwich structure. The matrix composition of the fiber-reinforced plastic composite material is also critical for the energy absorption capacity. The more viscoplastic properties of the matrix, the higher the power of absorption of the energy. In the case of the matrix, it may be thermoplastic thermosetting synthetic materials. It is also possible to use nano-modified viscoplastic resins. In this regard, a filler material which is composed of particles having a defined diameter in the nano range is added to the resin. The particles may be for example nano-carbon fibers or even be composed of ceramic materials. These fillers modify the ductility of the resin in terms of its viscoplastic behavior. Therefore, it is possible to modify a thermosetting agent so that its behavior approaches viscoplastic thermoplastic agents. Similarly, the use of in situ polymerization thermoplastics can be envisaged. For this purpose, CBT (cyclic butylenephthalate) is an excellent example; it is a product of the company Cyclics which advantageously combines the properties of thermosetting agents and thermoplastics. The initial CBT product is composed of butylene terephthalate molecules which are arranged in a closed circuit. By the addition of a catalyst, the molecules are broken down and bonded to long polymer chains, thus giving rise to the final product, namely the thermoplastic PBT (polybutylene terephthalate). The particular properties of the material allow it to be treated as a thermosetting agent while obtaining a thermoplastic as the final product. In order to further increase the power of energy absorption, it is possible to provide a foam lining within the deformation profile. This method provides additional positive effects when folding. The targeted bending can be supported by bending threshold zones set up in the deformation profile. The invention is characterized in that a constant force / stroke curve with corresponding optimized energy absorption is achievable by the combination of a foldable deformation profile with a sheath made of a plastic composite material reinforced by fibers. The weight of the composite element is very small. Moreover, such a crashbox can be manufactured economically using particularly profitable materials. The advantages according to the invention result in particular from the direct application of the sheath by a corresponding winding or interlacing process on the main metal body. If dry fibrous structures are applied, the matrix can be rapidly set up and impregnated by liquid impregnation processes, such as, for example, the thermosetting injection. This also applies to viscoplastic thermoplastics (CBT). Short cycle times are therefore possible. The invention is described in more detail below with the aid of the exemplary embodiments shown in the schematic drawings. The following diagrams are shown: FIG. 1: a sectional representation of a crashbox before an impact; Figure 2: a sectional representation through the crashbox of Figure 1 after a shock; Figure 3: a force / stroke characteristic diagram; Figure 4: Various cross-sectional shapes of the deformation profile; Figure 5: two different geometries of crashbox in longitudinal section; Figure 6: Several forms of sheath releases and Figure 7: Sheaths triggered in different ways in combination with various plate flanges. FIG. 1 shows, in a purely diagrammatic representation, a shock energy absorption box 1, the proportions of which are absolutely not represented on the scale, but which serve only to explain the structure of this case. caisson. The casing 1 is integrated between a transverse bumper support, which is not shown in more detail and which would connect in the plane of the image on the right, and a spar of the motor vehicle which would be on the left in the plane of the image. In this embodiment, the casing 1 is provided with support plates 2, 3 schematically arranged by means of which the axial force 30 F transmitted from the transverse support of the bumper to the beam is transmitted on a profile. metal deformation 4 disposed between the support plates 2, 3, as well as on a sheath 5, made of a composite material reinforced with fibers, and wound on the outer side around the deformation profile 4 In this exemplary embodiment, the deformation profile 4 is supported on end connectors 6, 7, which are each connected to a respective support plate 2 or 3. In these areas, the sheath 5 is connected to the deformation profile by means of a bonding technique. In this exemplary embodiment, the sheath 5 is not bonded to the deformation profile 4 between the connectors 6, 7. In FIG. 1, several zones with a bending threshold 8 are indicated in the part between the connectors 6, 7. The zones with bending thresholds 8 are intended to control the folding or folding of the deformation profile 4 within certain limits, so that the folding does not take place completely out of control in the event of an impact. The crushing state of the casing 1 shown in FIG. 1 can be observed in FIG. 2. It is possible to recognize that the sheath 5 is bent outwards in the area of the support plate 3, so that the overturning or bending outwardly absorbs some of the energy of the shock. In addition, the deformation work has taken place in the area of the deformation profile 4. The drawn folds 9 explain a possible deformation after an impact. The superposition of the folding or folding of the metal deformation profile 4 and the inverted inverted reversal or rollup of the sheath 5 makes it possible to theoretically establish the resulting force / stroke curve and shown in FIG. 3. It is possible to recognize that the force necessary for the deformation increases strongly initially, but remains almost constant after the implementation of the deformation, so much so that the integral under the curve, and therefore the stress produced in the casing, are maximum. The advantages according to the invention of this combination of a metal deformation profile 4 and a reinforced plastic composite member extending outside and forming the sheath 5, are obtained even in the case of geometries of cross section completely different from the box 1. Figure 4 shows five examples of embodiment in cross section that can have said box L Leaving round cross sections or oval (Figure 4a), b)), said box 1 can also, in absolute terms, have a cross section with angles (square or polygonal), as Figures 4c) -e) indicate. The cross-section of said box 1 can remain constant over the entire length of the box 1. In absolute terms, however, it is also conceivable to vary the cross-section and in particular to reduce it in the direction towards the crossbar support. -shock. Figures 5a) and b) show two embodiments of such a cross section of such a box, reduced in the direction towards the transverse bumper support. Figure 5a) shows a longitudinal section of substantially trapezoidal shape, for which an upper side and a lower side of said box extend inclined or at an angle to the horizontal. In the embodiment of Figure 5b, it is provided that only a lower side of said box extends inclined or at an angle to the horizontal, while an upper side of said box extends horizontally. This also results in a trapezoidal structure.

15 Ce que l'on appelle la force de déclenchement a une influence essentielle sur la courbe force/course. Par force de déclenchement, il convient de comprendre le pic de force qui se produit généralement au début de la déformation. Pour réduire les pics de force, ce que l'on appelle un déclenchement de déformation de la gaine est proposé. Il convient à cet effet de comprendre une configuration géométrique 20 particulière de l'extrémité de la gaine qui est associée à la plaque d'appui 3 située du côté du support transversal de pare-choc. La figure 6 montre quatre exemples de réalisation différents d'un possible déclenchement. Les figures 6a) et b) indiquent à chaque fois les extrémités respectives extérieurement ou intérieurement chanfreinées de la gaine 5a. Un tel déclenchement peut aussi être défini comme un déclencheur 25 chanfreiné . La figure 6c) montre ce que l'on appelle un déclencheur Kri . figure 6d) montre ce que l'on appelle le déclencheur en tulipe . Deux configurations d'assemblage sont représentées dans la figure 7. La gaine 5a avec le biseau du côté extérieur est fixée à une plaque de support 3, comme cela est déjà connu d'après les figures 1 et 2. Dans cette plaque de support 3, une 30 ouverture 1 0 est prévue en plus, servant à équilibrer la pression entre l'intérieur dudit caisson et la zone environnante.The so-called trigger force has a major influence on the force / stroke curve. By triggering force, one should understand the peak of force that usually occurs at the beginning of the deformation. To reduce the force peaks, what is called a deformation of the cladding is proposed. It is appropriate for this purpose to understand a particular geometric configuration of the end of the sheath which is associated with the support plate 3 located on the side of the transverse bumper support. Figure 6 shows four different embodiments of a possible trigger. Figures 6a) and b) indicate each time the respective ends externally or internally bevelled of the sheath 5a. Such a trigger can also be defined as a chamfered trigger. Figure 6c) shows what is called a Kri trigger. Figure 6d) shows what is known as the tulip trigger. Two assembly configurations are shown in FIG. 7. The sheath 5a with the bevel on the outer side is attached to a support plate 3, as already known from FIGS. 1 and 2. In this support plate 3 an opening 10 is additionally provided for balancing the pressure between the interior of said box and the surrounding area.

290961 8 11 A la différence du mode de réalisation de la figure 7a), le flasque en plaque d'appui 3" de la figure 7b) est pourvu d'un congé 11, qui est destiné à mieux contrôler le processus de retournement ou de retroussement lorsque la force F est introduite. Liste des numéros de référence : 1 Crashbox ou caisson d'absorption 5 2 - Plaque d'appui 3 - Plaque d'appui 3' - Plaque d'appui 4 - Profilé de déformation 5 - Gaine 10 5a Gaine 6 - Raccord 7 -Raccord 8 ù Zones à seuil de flexion 9-Pli 15 10 ù Ouverture 11 Congé F -ForceIn contrast to the embodiment of FIG. 7a), the bearing plate flange 3 "of FIG. 7b) is provided with a fillet 11, which is intended to better control the process of reversal or rotation. roll up when the force F is entered List of reference numbers: 1 Crashbox or absorber box 5 2 - Support plate 3 - Support plate 3 '- Support plate 4 - Deformation profile 5 - Sheath 10 5a Sheath 6 - Fitting 7 - Fitting 8 ù Bending Threshold Areas 9-Fold 15 10 ù Opening 11 Leave F -Force

Claims

A shock energy absorbing casing (1) for integration between a transverse bumper support and side members of a motor vehicle, comprising a casing-shaped deformation profile (4) (4). ) made of metal sheet which forms folds (9) in the event of axial buckling, characterized in that the deformation profile (4), at least in the areas in which folds (9) are formed in the event of an impact, is externally provided with a sheath (5, 5a) made of a fiber-reinforced plastic composite material which mechanically rests on the outer portion of the deformation section (4) with one end of the sheath ( 5, 5a) being arranged so that it can be rolled up on a support plate (3, 3 during the impact.

2. Housing according to claim 1, characterized in that the deformation profile (4) is wrapped with fibers of the sheath (5, 5a).

3. Casing according to claim 1, characterized in that the deformation profile (4) is surrounded by a fiber interlacing (5, 5a).

4. Housing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sheath (5, 5a) is bonded, at least in certain areas, the deformation profile (4).

5. Casing according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sheath (5, 5a) is pressed on the deformation section (4).

6. Housing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a foam body is disposed in the deformation profile (4).

Casing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the deformation profile (4) is provided with bending threshold zones (8) for the formation of folds (9). 2909618 13

8. Housing according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the fibers of the fiber-reinforced plastic composite material are carbon fibers.