FR2704190A1

FR2704190A1 - Lining panel of the internal wall of a motor vehicle

Info

Publication number: FR2704190A1
Application number: FR9304571A
Authority: FR
Inventors: Stoof Freddy
Original assignee: ISOVER FORMTEC SA
Current assignee: ISOVER FORMTEC SA
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1994-10-28
Anticipated expiration: 2013-04-19
Also published as: FR2704190B1

Abstract

In order to protect the passengers from abrupt contact with bodywork elements, in particular during side impacts, the invention provides a lining panel for the internal wall of the passenger compartment of a motor vehicle, which comprises a set of small energy-absorbing elements contained in a closed envelope without being mechanically linked. The elements are preferably nodules of mineral fibres.

Description

PXNNEAU DE REVETEMENT DE LA PAROI
INTERIEURE D'UNE AUTOMOBILE
L'invention concerne un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile, en particulier un panneau de revêtement de portière. Il est destiné à absorber les chocs de manière à protéger les passagers lors d'un accident.WALL COVERING PXNNEAU
INTERIOR OF A MOTOR VEHICLE
The invention relates to a panel for covering the interior wall of the passenger compartment of an automobile, in particular a panel for covering the door. It is intended to absorb shocks in order to protect passengers during an accident.

Pour accroître la sécurité des passagers dans les automobiles lors des accidents, on cherche de plus en plus, d'une part à limiter les déformations de l'habitacle et d'autre part à éviter que le corps des passagers vienne en contact avec des objets ou des éléments de la structure du véhicule qui pourraient être dangereux. To increase the safety of passengers in cars during accidents, there is an increasing effort, on the one hand, to limit the deformations of the passenger compartment and, on the other hand, to prevent the body of the passengers from coming into contact with objects. or elements of the vehicle structure which could be dangerous.

On cherche en particulier à protéger les passagers contre les chocs latéraux. Pour cela, il est prévu d'installer dans les portières des renforts de conceptions diverses qui sont destinés d'une part à absorber énergie du choc et d'autre part en se déformant de manière limitée à éviter le contact du corps du passager avec la structure de la portière. La protection des passagers contre les chocs latéraux nécessite donc deux types de solutions, d'une part renforcer les portières et d'autre part protéger le passager contre une agression consécutive à la déformation de la portière. We seek in particular to protect passengers against side impact. For this, it is planned to install in the doors reinforcements of various designs which are intended on the one hand to absorb impact energy and on the other hand by deforming in a limited way to avoid contact of the passenger's body with the door structure. The protection of passengers against side impacts therefore requires two types of solutions, on the one hand strengthening the doors and on the other hand protecting the passenger against aggression following the deformation of the door.

L'invention concerne ce deuxième type de solution. The invention relates to this second type of solution.

Il est connu d'utiliser des mousses avec une peau faite du même matériau, un polymère de propylène pour réaliser des panneaux de porte absorbant l'énergie des chocs. It is known to use foams with a skin made of the same material, a propylene polymer to make door panels absorbing impact energy.

Par ailleurs, divers matériaux connus comme absorbeurs de choc peuvent également être utilisés dans des panneaux de porte ou d'autres panneaux à l'intérieur des habitacles de voiture. C'est ainsi qu'on connaît des panneaux en nid d'abeilles faits soit avec des éléments à base de cellulose, soit avec des matières plastiques armées. On connaît également un matériau constitué de billes de verre creuses associées par un liant ou collées sur des plaques. Furthermore, various materials known as shock absorbers can also be used in door panels or other panels inside car interiors. Thus we know of honeycomb panels made either with cellulose-based elements or with reinforced plastics. Also known is a material consisting of hollow glass beads associated with a binder or bonded to plates.

L'invention se donne pour tâche de fournir un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile qui soit léger et qui ait une fonction d'absorption d'énergie. Le panneau de l'invention doit également permettre lors d'un choc de répartir les charges sur toute la surface du corps en contact avec lui. Les matériaux du panneau de l'invention doivent également être soit réutilisables soit recyclables facilement. The invention sets out to provide a panel for coating the interior wall of the passenger compartment of an automobile which is light and which has an energy absorption function. The panel of the invention must also allow, during an impact, to distribute the loads over the entire surface of the body in contact with it. The materials of the panel of the invention must also be either reusable or easily recyclable.

Dans le brevet US 5 003 593 on propose une technique de renforcement des portières d'une automobile. On introduit dans l'épaisseur de la portière des poutrelles en tôle à section carrée ou en I. Leur caractéristique est d'être constituées dans la direction perpendiculaire à la portière, de tôle ondulée. Ainsi pour une énergie de choc donnée leur déformation dans la direction perpendiculaire à la portière est réduite par rapport à des poutrelles standard. Il est évident que ces renforts de portière très localisés ont pour conséquence de localiser les efforts qui vont s'exercer sur un passager lors d'un choc, en particulier si les poutrelles lors d'un choc résistent l'espace de la portière compris entre les poutrelles est déformable et va constituer un point d'impact sur le passager. Il est donc essentiel de pouvoir répartir les charges sur une grande surface de manière à éviter les blessures locales. In US patent 5,003,593 there is proposed a technique for strengthening the doors of an automobile. We introduce into the thickness of the door sheet steel beams with square section or in I. Their characteristic is to be constituted in the direction perpendicular to the door, of corrugated sheet. Thus for a given impact energy their deformation in the direction perpendicular to the door is reduced compared to standard beams. It is obvious that these very localized door reinforcements have the consequence of locating the forces which will be exerted on a passenger during an impact, in particular if the beams during an impact resist the space of the door comprised between the beams is deformable and will constitute an impact point on the passenger. It is therefore essential to be able to distribute the loads over a large area so as to avoid local injuries.

Il existe des plaques destinées justement à répartir les efforts sur de grandes surfaces. Dans le cas des automobiles il convient que ces plaques soient aussi légères que possible. There are plates intended precisely to distribute the forces over large areas. In the case of automobiles, these plates should be as light as possible.

Le brevet US 5 180 628 propose de réaliser des panneaux dont l'âme est constituée d'une mousse à base d'un copolymère de propylène associé grâce à des "hot melts" à une peau, elle aussi en propylène. Un tel produit offre une résistance aux chocs qui reste limitée. Par ailleurs, la répartition des charges sur tout le corps du passager est difficile à obtenir. US Patent 5,180,628 proposes to produce panels whose core is made of a foam based on a propylene copolymer associated with "hot melts" to a skin, also made of propylene. Such a product offers limited impact resistance. Furthermore, the distribution of loads over the entire passenger body is difficult to obtain.

Les techniques de nid d'abeilles sont connues depuis longtemps pour procurer des résistances importantes avec des poids faibles. Le brevet US 4 500 583 propose ainsi des nids d'abeilles constitués de matière plastique renforcée de fibres de verre. De tels produits qui peuvent avoir une efficacité assez grande comme absorbeurs d'énergie sont difficiles à recycler. Honeycomb techniques have been known for a long time to provide significant resistances with low weights. US Patent 4,500,583 thus provides honeycombs made of plastic material reinforced with glass fibers. Such products which can be quite effective as energy absorbers are difficult to recycle.

On connaît également grâce au brevet EP 0 401 838 un produit composite en plaques destiné à absorber l'énergie et qui est constitué de billes de verre creuses soit noyées dans une résine soit collées à des plaques de matière plastique. Comme pour la technique précédente le recyclage d'un composite comprenant à la fois du verre et des résines plastiques est ici aussi, délicat. Also known from patent EP 0 401 838 is a composite product in plates intended to absorb energy and which consists of hollow glass beads either embedded in a resin or glued to plastic plates. As with the previous technique, the recycling of a composite comprising both glass and plastic resins is also delicate here.

L'invention propose un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile comportant un ensemble d'éléments absorbeurs d'énergie de petite dimension dans lequel les éléments sont contenus dans une enveloppe fermée sans être liés mécaniquement ni les uns avec les autres ni avec l'enveloppe. The invention provides a panel for coating the interior wall of the passenger compartment of an automobile comprising a set of small energy absorbing elements in which the elements are contained in a closed envelope without being mechanically or partly linked. with others or with the envelope.

De préférence, les éléments absorbeurs d'énergie sont des nodules fibreux, notamment des nodules de laine minérale. Leur dimension est comprise entre 1 et 15 mm et de préférence entre 2 et 10 mm. L'enveloppe est à base d'un matériau thermoplastique tel que le polyéthylène. Preferably, the energy-absorbing elements are fibrous nodules, in particular mineral wool nodules. Their size is between 1 and 15 mm and preferably between 2 and 10 mm. The envelope is based on a thermoplastic material such as polyethylene.

Dans la variante préférée de l'invention, les nodules fibreux sont constitués essentiellement de laine minérale déchiquetée puis nodulée par passage au travers d'une grille à trous. In the preferred variant of the invention, the fibrous nodules consist essentially of shredded mineral wool and then nodulated by passage through a grid with holes.

Selon une variante de 1'invention, 1'enveloppe qui contient les éléments absorbeurs d'énergie est étanche à l'air. According to a variant of the invention, the envelope which contains the energy absorbing elements is airtight.

Selon une autre variante, elle comporte un dispositif de fuite qui permet lors d'un choc la sortie contrôlée de l'air intérieur. According to another variant, it comprises a leakage device which allows, during an impact, the controlled outlet of the indoor air.

De préférence, l'enveloppe comporte un orifice de remplissage des éléments absorbeurs d'énergie qui est obturable de manière étanche à la fin du remplissage. Preferably, the envelope has a filling orifice for the energy absorbing elements which can be sealed off at the end of filling.

Le panneau de l'invention est ainsi constitué d'une enveloppe en matière plastique thermoplastique et du contenu fait de préférence avec des nodules de fibres minérales. Les nodules peuvent être réutilisés tels quels pour constituer des panneaux identiques à celui que l'on cherche à recycler. Quant à l'enveloppe elle peut être refondue pour constituer à son tour une nouvelle enveloppe ou pour toute autre application nécessitant une matière thermoplastique. The panel of the invention thus consists of a thermoplastic plastic envelope and the content preferably made with mineral fiber nodules. The nodules can be reused as they are to form panels identical to the one we are trying to recycle. As for the envelope, it can be remelted to in turn constitute a new envelope or for any other application requiring a thermoplastic material.

Par ailleurs, on voit qu'en particulier dans sa variante avec une enveloppe étanche le panneau de l'invention constitue l'équivalent d'un "air bag" et présente ainsi les mêmes avantages de répartition de l'effort sur toute la surface du corps en contact avec lui. Au point de vue légèreté la masse volumique des nodules est en général de l'ordre de 100 à 200 Kg par m3. Il s'agit donc d'un produit particulièrement léger. Par ailleurs, en cas d'incendie, les fibres de verre sans ensimage sont un produit absolument incombustible. Furthermore, it can be seen that in particular in its variant with a waterproof envelope, the panel of the invention constitutes the equivalent of an "air bag" and thus has the same advantages of distribution of the force over the entire surface of the body in contact with it. From the point of view of lightness, the density of the nodules is generally of the order of 100 to 200 kg per m3. It is therefore a particularly light product. In addition, in the event of a fire, glass fibers without sizing are an absolutely non-combustible product.

Les figures et la description qui suivent permettront de comprendre le fonctionnement du panneau de l'invention. The figures and the description which follow will make it possible to understand the operation of the panel of the invention.

Parmi les figures,
la figure 1 représente une portière équipée du panneau de l'invention,
la figure 2 est une coupe selon la ligne AA de la figure 1,
la figure 3 une coupe selon la ligne CC de la même figure 1,
et la figure 4 selon la ligne BB,
la figure 5 représente la noduleuse qui permet de fabriquer les nodules destinés à remplir le panneau de l'in- vention.Among the figures,
FIG. 1 represents a door fitted with the panel of the invention,
FIG. 2 is a section along the line AA in FIG. 1,
FIG. 3 a section along line CC of the same FIG. 1,
and FIG. 4 along line BB,
FIG. 5 represents the nodulator which makes it possible to manufacture the nodules intended to fill the panel of the invention.

Sur la figure 1, on voit en 11 le pourtour métallique de la partie basse de la portière qui est représenté. En 12 on voit le panneau de l'invention fixé sur la portière. In Figure 1, we see at 11 the metal periphery of the lower part of the door which is shown. In 12 we see the panel of the invention fixed on the door.

La figure 2 montre en coupe le panneau de l'invention. Figure 2 shows in section the panel of the invention.

Il est constitué d'une enveloppe 13 faite de préférence d'un matériau thermoplastique. Il a été constaté en effet que les matériaux thermodurcissables cassent souvent lors d'un choc en fragments coupants. Or, la peau 13 du panneau de l'invention doit permettre de répartir les efforts sur le corps du passager qui se trouve à son voisinage. S'il arrivait que cette peau soit transpercée, il ne faudrait pas qu'elle devienne blessante. L'épaisseur de la paroi 13 du panneau est par exemple de 1 à 2 mm. A l'arrière du panneau, on voit en 15 un emplacement destiné à permettre le passage d'une poutrelle de renfort de la portière analogue par exemple à celle du brevet US 5 033 593.It consists of an envelope 13 preferably made of a thermoplastic material. It has been found in fact that thermosetting materials often break during an impact into sharp fragments. However, the skin 13 of the panel of the invention must make it possible to distribute the forces over the body of the passenger who is in its vicinity. If it happened that this skin was pierced, it should not become hurtful. The thickness of the wall 13 of the panel is for example from 1 to 2 mm. At the rear of the panel, there is seen at 15 a location intended to allow the passage of a reinforcement beam of the door analogous for example to that of US Pat. No. 5,033,593.

Sur la figure 4, on voit une coupe horizontale de l'enveloppe du panneau de l'invention au niveau de l'accoudoir. In Figure 4, we see a horizontal section of the envelope of the panel of the invention at the armrest.

La figure 3, quant à elle est une vue agrandie, elle montre comment l'enveloppe du panneau de l'invention peut être aplatie et collée en certains endroits de manière à permettre le passage d'éléments de fixation ou de commande utiles au fonctionnement du véhicule. Figure 3, as for it is an enlarged view, it shows how the envelope of the panel of the invention can be flattened and glued in certain places so as to allow the passage of fixing or control elements useful for the operation of the vehicle.

En dehors d'emplacements tels que 16 qui sont soudés de manière à pouvoir être percés sans nuire à l'étanchéité, le panneau de l'invention est de préférence étanche, c'est-à-dire que par exemple, il est soudé. Une technique pour la réalisation de l'enveloppe du panneau de l'invention peut être l'extrusion soufflage. L'orifice qui a servi au soufflage peut également servir au remplissage du panneau avec les éléments absorbeurs d'énergie de petite dimension qui sont représentés en 14 figure 2. Après remplissage l'orifice de remplissage est bouché de manière étanche. Apart from locations such as 16 which are welded so that they can be drilled without affecting the seal, the panel of the invention is preferably sealed, that is to say that for example, it is welded. A technique for producing the envelope of the panel of the invention can be extrusion blow molding. The opening which was used for blowing can also be used for filling the panel with the small energy-absorbing elements which are shown in FIG. 2. After filling the filling opening is sealed.

Les éléments absorbeurs d'énergie représentés en 14 peuvent être divers. L'important c'est que lorsqu'on les écrase ils absorbent de l'énergie. C'est ainsi que les billes creuses en verre du document EP A 0 401 838 dans la mesure où elles ont été traitées pour être complètement insonores peuvent convenir. De même, des billes d'argile expansées, là aussi, dans la mesure où elles ont été traitées pour résister à l'écrasement, conviennent. Mais le matériau préféré par l'invention consiste en nodules fibreux faits à partir de matelas de laine minérale déchiquetée puis nodulée à l'aide d'un appareil spécial. The energy absorbing elements represented at 14 can be various. The important thing is that when they are crushed they absorb energy. This is how the hollow glass beads of document EP A 0 401 838 insofar as they have been treated to be completely soundproof can be suitable. Likewise, expanded clay balls, here too, insofar as they have been treated to resist crushing, are suitable. However, the material preferred by the invention consists of fibrous nodules made from shredded mineral wool mattresses and then nodulated using a special device.

Une technique pour produire des nodules fibreux à partir de matelas de laine minérale est décrite dans la demande de brevet EP A 0 455 553. La fabrication d'un matelas de fibres minérales est tout à fait analogue à celle d'un matelas destiné à l'isolation. A technique for producing fibrous nodules from mineral wool mattresses is described in patent application EP A 0 455 553. The manufacture of a mineral fiber mattress is completely analogous to that of a mattress intended for the 'insulation.

Après élaboration du matelas, dans une deuxième phase, le matelas va être déchiqueté pour créer des flocons. La machine comportent essentiellement deux cylindres paral lèles qui tournent en sens inverse et comportent des doigts qui s'entrecroisent entre les cylindres sans se toucher. After developing the mattress, in a second phase, the mattress will be shredded to create flakes. The machine essentially comprises two parallel cylinders which rotate in opposite directions and have fingers which intersect between the cylinders without touching.

Les flocons alimentent alors l'appareil représenté figure 5, la noduleuse. Cet appareil comporte une buse d'entrée 1 et une buse de sortie 2. L'espace amont 3 est séparé de l'espace aval 4 par une paroi 5 en tôle métallique percée de trous. Cette tôle a la forme d'un cylindre qui est coaxial avec un tambour rotatif 6 qui porte des couteaux 7 dont le tranchant 8 est légèrement incliné par rapport à l'axe commun. En face des couteaux mobiles 7 on a placé des couteaux fixes 20 dont la distance par rapport aux couteaux mobiles est réglable. Les trous de la plaque 5 ont un diamètre compris entre 1 et 30 mm et de préférence compris entre 2 et 10 mm. Les nodules obtenus sont alors stockés jusqu a leur utilisation et leur introduction dans les panneaux de l'invention. The flakes then feed the device shown in Figure 5, the lump. This device comprises an inlet nozzle 1 and an outlet nozzle 2. The upstream space 3 is separated from the downstream space 4 by a wall 5 made of metal sheet pierced with holes. This sheet has the shape of a cylinder which is coaxial with a rotary drum 6 which carries knives 7 whose edge 8 is slightly inclined relative to the common axis. Opposite the movable knives 7, fixed knives 20 are placed, the distance from which is adjustable with respect to the movable knives. The holes in the plate 5 have a diameter between 1 and 30 mm and preferably between 2 and 10 mm. The nodules obtained are then stored until their use and their introduction into the panels of the invention.

L'ensemble du panneau de l'invention représenté en figure 2 comporte ainsi deux éléments essentiels : une enveloppe et un contenu. Chacun de ces deux éléments a son exigence propre. Le matériau de l'enveloppe doit être tel que l'enveloppe n'explose pas au moment d'un choc violent. The entire panel of the invention shown in FIG. 2 thus comprises two essential elements: an envelope and a content. Each of these two elements has its own requirement. The material of the envelope must be such that the envelope does not explode at the time of a violent impact.

En simplifiant, on peut dire que les caractéristiques de son matériau doivent être comparables à celles des matériaux qui constituent les "air bags". En effet, la fonction est voisine. By simplifying, one can say that the characteristics of its material must be comparable to those of the materials which constitute the "air bags". Indeed, the function is close.

Le choix entre une enveloppe complètement étanche et une enveloppe qui comporte un dispositif de fuite contrôlée dépend à la fois de la nature des matériaux employés et de la nature des chocs dont il convient de protéger le passager du véhicule. Le dispositif de fuite contrôlée non représenté a l'avantage de permettre un écrasement dynamique de l'enveloppe et une participation premièrement de l'air bag puis dans un deuxième temps un écrasement de son contenu. La conception de ce dispositif de fuite et son dimensionnement relèvent de la pratique habituelle à l'homme du métier. The choice between a completely sealed envelope and an envelope which includes a controlled leakage device depends both on the nature of the materials used and on the nature of the impacts from which the passenger of the vehicle must be protected. The controlled leakage device, not shown, has the advantage of allowing dynamic crushing of the envelope and participation, firstly, of the air bag and then, secondly, its contents being crushed. The design of this leakage device and its dimensioning are standard practice for those skilled in the art.

Le panneau de l'invention qui vient d'être décrit permet ainsi de fournir une solution simple au problème de la protection des passagers à l'intérieur de l'habitacle d'une automobile spécialement de la protection latérale. The panel of the invention which has just been described thus makes it possible to provide a simple solution to the problem of protecting passengers inside the passenger compartment of an automobile, especially of side protection.

Quelle que soit la solution obtenue par le constructeur d'automobile pour rendre la portière le moins déformable possible, lors d'un impact latéral. Après que la déformation de cette portière ait absorbé une partie de l'énergie du choc, il convient d'une part de consommer le plus possible de l'énergie restante, et d'autre part de répartir la charge le plus uniformément possible sur le corps du passager. Ces deux fonctions sont remplies par le panneau de l'invention. L'enveloppe qui fonctionne à la manière d'un air bag répartit les charges sans blesser le passager et les éléments absorbeurs d'énergie contenus dans l'enveloppe qui continuent à répartir les charges à la manière hydrostatique d'un fluide, consomment de l'énergie mécanique lors de leur écrasement. Whatever solution the automaker obtains to make the door as deformable as possible during a side impact. After the deformation of this door has absorbed part of the impact energy, it is advisable on the one hand to consume as much of the remaining energy as possible, and on the other hand to distribute the load as evenly as possible over the passenger body. These two functions are fulfilled by the panel of the invention. The envelope which functions like an air bag distributes the loads without injuring the passenger and the energy absorbing elements contained in the envelope which continue to distribute the loads in the hydrostatic manner of a fluid, consume l mechanical energy during their crushing.

Indépendamment de ces avantages fonctionnels le panneau de l'invention est léger, il améliore l'isolation thermique et acoustique du véhicule, il est réutilisable ou recyclable à 100 % et dans la plupart des cas son contenu est incombustible. Regardless of these functional advantages, the panel of the invention is light, it improves the thermal and acoustic insulation of the vehicle, it is 100% reusable or recyclable and in most cases its content is non-combustible.

Claims

1. Panel for coating the interior wall of the passenger compartment of an automobile comprising a set of small energy-absorbing elements, characterized in that the elements are contained in a closed envelope and that they are not mechanically linked neither with each other nor with the envelope.

2. A covering panel according to claim 1, characterized in that the energy-absorbing elements are fibrous nodules, in particular mineral wool nodules.

3. Cladding panel according to claim 2, characterized in that the fibrous nodules of mineral wool have their largest dimension between 1 and 15 mm and preferably between 2 and 10 mm.

4. covering panel according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope is based on a thermoplastic material such as polyethylene.

5. covering panel according to one of claims 2 to 4, characterized in that the fibrous nodules consist essentially of shredded mineral wool then nodulated by passage through a grid with holes.

6. Cladding panel according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope is airtight.

7. covering panel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the envelope comprises a leakage device allowing during a shock, the controlled outlet of the interior air.

8. Cladding panel according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a filling orifice for the energy absorbing elements which can be sealed in leaktight manner at the end of the filling.