PT106837A

PT106837A - TRAVEL FOR MOTOR VEHICLES WITH THE FUNCTION OF AVOIDING THE REDUCTION OF THE INTERIOR SPACE OF THE ROOM IN CASE OF SIDE SHOCK

Info

Publication number: PT106837A
Application number: PT106837A
Authority: PT
Inventors: Tiago José Martinho Soares; Paulo Alexandre Ferreira De Oliveira Gomes; Rui Manuel Correia De Oliveira
Original assignee: Sodecia Ct Tecnológico S A
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-15

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UMA TRAVESSA (1) APLICADA A VIGAS TRANSVERSAIS, DESTINADA A SUPORTAR O PAINEL DE INSTRUMENTOS DE UM VEÍCULO MOTORIZADO, A GARANTIR A RIGIDEZ DO MESMO E A SUPORTAR OS DIVERSOS COMPONENTES DO PAINEL DE INSTRUMENTOS, CARACTERIZADA POR TER UMA ESTRUTURA PRINCIPAL FORMADA POR UM TUBO CENTRAL (13), POR DOIS TUBOS INTERIORES (14, 15), DE MENOR DIÂMETRO, NO INTERIOR DO TUBO CENTRAL, E POR DOIS TUBOS LATERAIS (11, 12) LIGADOS AOS PILARES A (21, 22) DA TRAVESSA E AOS TUBOS INTERIORES, POR TER COMPONENTES FUNCIONAIS (21, 22, 23, 24, 25) LIGADOS À ESTRUTURA PRINCIPAL, E POR TER UMA UNIDADE DE CONTROLO (31) LIGADA AO TUBO CENTRAL, QUE COMANDA O MECANISMO QUE CONTRIBUI PARA A NÃO REDUÇÃO DO ESPAÇO INTERIOR DO HABITÁCULO, CONTRIBUINDO PARA A PROTECÇÃO/SEGURANÇA DO CONDUTOR E PASSAGEIRO DO VEÍCULO MOTORIZADO.The present invention relates to a latch (1) applied to transverse beams, intended to support the instrument panel of an automotive vehicle, to ensure rigidity thereof and to support the various components of the instrument panel, characterized by having a structure (11, 12) connected to the pylons A (21, 22) of a central pipe (13), by two inner tubes (14, 15) of smaller diameter, inside the central pipe, and by two lateral tubes (21, 22, 23, 24, 25) CONNECTED TO THE MAIN STRUCTURE AND TO HAVE A CONTROL UNIT (31) CONNECTED TO THE CENTRAL TUBE, WHICH MAKES THE MECHANISM THAT CONTRIBUTES TO NOT REDUCING THE INTERIOR SPACE OF THE ROOM, CONTRIBUTING TO THE PROTECTION / SAFETY OF THE DRIVER AND PASSENGER OF THE MOTORIZED VEHICLE.

Description

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DESCRIÇÃODESCRIPTION

"TRAVESSA PARA VEÍCULOS MOTORIZADOS COM A FUNÇÃO DE EVITAR A REDUÇÃO DO ESPAÇO INTERIOR DO HABITÁCULO EM CASO DE CHOQUE LATERAL"" TRAVEL FOR MOTORIZED VEHICLES WITH THE FUNCTION OF AVOIDING THE REDUCTION OF THE INTERIOR SPACE OF THE ROOM IN CASE OF SIDE SHOCK "

ÂMBITO DO INVENTO 0 presente invento diz respeito a uma travessa aplicada a vigas transversais de suporte de painel de instrumentos e respectivos componentes funcionais, aplicada a veículos motorizados. A travessa é caracterizada por ter uma estrutura principal formada por um tubo central, por dois tubos interiores, de menor diâmetro, no interior do tubo central, por dois tubos laterais ligados aos pilares A da travessa e aos tubos interiores, por ter os diferentes componentes funcionais ligados à estrutura principal, e por ter uma unidade de controlo, ligado ao tubo central, com um mecanismo que contribui para a protecção/segurança do condutor e passageiros do veículo motorizado em caso de um choque lateral. 0 invento tem particular aplicação na indústria automóvel em geral.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a beam applied to transverse instrument panel support beams and their functional components, applied to motor vehicles. The crosspiece is characterized in that it has a main structure formed by a central tube, by two inner tubes, of smaller diameter, inside the central tube, by two side tubes connected to the pillars A of the crosspiece and to the inner tubes, by having the different components connected to the main frame and having a control unit connected to the central tube with a mechanism which contributes to the protection / safety of the driver and passengers of the motor vehicle in the event of a side impact. The invention has particular application in the automotive industry in general.

TÉCNICA ANTERIORPREVIOUS TECHNIQUE

Uma das travessas transversais normalmente existentes em veículos motorizados encontra-se sob o painel 3 de instrumentos e está ligada, em ambas as extremidades, aos pilares A do chassis do veiculo. Esta travessa tem como função suportar o próprio painel de intrumentos, mas também os diversos componentes a ele associados, tais como a coluna de direcção ou os airbags. Deste modo, é essencial que esta travessa apresente a rigidez necessária para responder às solicitações a que normalmente se encontra sujeita. Ou seja, deveremos introduzir massa/material, nas zonas onde a travessa irá ser mais solicitada, e retirar massa/material das zonas onde ela não é necessária.One of the cross-members normally provided in motor vehicles is under the instrument panel 3 and is attached at both ends to the A-pillars of the vehicle chassis. This slide is intended to support the instrument panel itself, but also the various components associated with it, such as the steering column or airbags. Thus, it is essential that this crossbeam presents the stiffness necessary to respond to the requests to which it is normally subject. That is, we must introduce mass / material in the areas where the crossbar will be most requested, and remove mass / material from areas where it is not needed.

Paralelamente, a travessa deve ser concebida de modo a que, com o veiculo em funcionamento não surjam vibrações indesejadas, isto é, vibrações fora dos limites considerados admissiveis na indústria automóvel, sendo por isso particularmente relevantes as suas frequências naturais de vibração. Estas vibrações são provocadas pelas excitações/solicitações a que a travessa está sujeita, principalmente pelo funcionamento do motor do veiculo. Este fenómeno é de extrema importância para o condutor do veiculo, visto que se esta vibrações surgirem, o condutor irá ter uma sensação de desconforto quando em contacto com o volante do veiculo.At the same time, the crossbar must be designed so that, when the vehicle is in operation, there are no undesirable vibrations, ie vibrations outside the limits considered admissible in the car industry, and therefore their natural frequencies of vibration are particularly relevant. These vibrations are caused by the excitations / requests to which the transom is subject, mainly by the operation of the engine of the vehicle. This phenomenon is of extreme importance to the driver of the vehicle, since if these vibrations arise, the driver will have a sensation of discomfort when in contact with the steering wheel of the vehicle.

Para além disso, devido às questões de segurança normalmente inerentes aos veiculos motorizados, e ao facto de a travessa promover a ligação entre os Pilares-A esquerdo e direito dos veiculos motorizados, estas travessas tendem em cumprir com parte das funções de 4 absorção de energia em caso de impacto frontal e/ou lateral. A titulo de exemplo referem-se a seguir alguns documentos de patentes relacionados com travessas para veículos motorizados. Entre elas: - US2010090498 — 2009-08-10: Exemplo de travessa com a função de absorver energia em caso de impacto lateral, com a utilização de molas; JP2006027473 — 2004-07-16: Exemplo de viga transversal com a função de absorver energia/choque em caso de impacto lateral; - US2009026799 — 2006-01-27: Exemplo de um elemento do Painel de Instrumentos com a função de absorção de energia em caso de choque; e US2011187147 (Al) — 2007-08-23: Exemplo de umIn addition, due to the safety issues normally inherent in motor vehicles, and to the fact that the transom serves to link the left and right A-Pillars of motor vehicles, these sleepers tend to comply with part of the energy absorption functions in case of frontal and / or lateral impact. By way of example, reference is made hereinafter to some patent documents relating to sleepers for motor vehicles. Among them: - US2010090498 - 2009-08-10: Example of crossbar with the function of absorbing energy in case of lateral impact, with the use of springs; JP2006027473 - 2004-07-16: Example of transverse beam with the function of absorbing energy / shock in case of lateral impact; - US2009026799 - 2006-01-27: Example of an instrument panel element with the function of energy absorption in case of collision; and US2011187147 (A1) - 2007-08-23: Example of a

Painel de Instrumentos que contribui para a não intrusão aquando de um impacto lateral.Dashboard that contributes to non-intrusion upon a side impact.

Face aos citados documentos da técnica anterior, o presente invento tem as seguintes vantagens: - a viga transversal (cross-car beam) tem como função principal contribuir de forma activa para a não intrusão do espaço interior do habitáculo; e - a estrutura principal é responsável por garantir a maior parte da rigidez da travessa. 5In view of the aforementioned prior art documents, the present invention has the following advantages: - the main function of the cross-car beam is to contribute actively to the non-intrusion of the interior space of the passenger compartment; and - the main structure is responsible for securing most of the stiffness of the cross member. 5

SUMÁRIO DO INVENTO 0 presente invento diz respeito a uma travessa (1), destinada a suportar o painel de instrumentos de um veiculo motorizado, a garantir a rigidez do mesmo, a suportar os diversos componentes do painel de instrumentos e a contribuir significamente para a redução da intrusão no interior do habitáculo em caso de impacto lateral.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a beam (1) intended to support the dashboard of a motor vehicle, to ensure its rigidity, to support the various components of the instrument panel and to contribute significantly to the reduction inside the passenger compartment in the event of a side impact.

De um modo geral a travessa é constituída por uma unidade de controlo, por uma estrutura principal e pelos componentes funcionais. A unidade de controlo é constituída por uma caixa envolvente, por um conjunto de cavilhas e por uma mola. Esta mola encontra-se situada entre dois tubos interiores, alojados no interior da caixa e travados e posicionados pelas cavilhas, mantendo a mola sob tensão. A estrutura principal é formada por um tubo central, por dois tubos interiores, já referidos no parágrafo anterior, introduzidos no interior do tubo central, e por dois tubos laterais, que se encontram ligados simultâneamente aos pilares A da travessa e aos tubos interiores.Generally speaking, the transom is constituted by a control unit, a main structure and the functional components. The control unit consists of an enclosing housing, a set of bolts and a spring. This spring is located between two inner tubes, housed inside the carton and locked and positioned by the pins, holding the spring under tension. The main structure consists of a central tube, two inner tubes, already mentioned in the previous paragraph, inserted inside the central tube, and two lateral tubes, which are connected simultaneously to the pillars A of the crosspiece and to the inner tubes.

Os diferentes componentes funcionais estão ligados à estrutura principal por um qualquer processo de união, e tem como principal função suportar os componentes associados à travessa, tais como a coluna de direcção ou os 6 airbags.The different functional components are connected to the main structure by any joining process, and have as main function to support the components associated with the crossbar, such as the steering column or the 6 airbags.

Recorrendo a um ou mais sensores distribuídos ao longo do veículo, torna-se possível a detecção de impactos laterais e o envio de sinais específicos para a unidade de controlo, que levarão à recolha das cavilhas e, consequentemente, à activação do mecanismo expansão da travessa. Deste modo torna-se possível o controlo da redução excessiva do espaço interior do habitáculo, utrapassando os limites estipulados e pondo em causa a integridade dos ocupantes do veículo.By using one or more sensors distributed throughout the vehicle, it is possible to detect lateral impacts and send specific signals to the control unit, which will lead to the pick up of the pins and, consequently, to the activation of the expansion mechanism of the cross-member . In this way it is possible to control the excessive reduction of the interior space of the passenger compartment, within the stipulated limits and undermining the integrity of the occupants of the vehicle.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A descrição que se segue tem por base os desenhos anexos nos quais, sem qualquer carácter limitativo se representa: - Na figura 1, uma vista geral em perspectiva da travessa, com a identificação dos diferentes constituintes da mesma, com principal destaque para a estrutura principal formada pelo diferentes tubos (11, 12, 13, 14, 15), para a unidade de controlo (31), e para os vários componentes funcionais (21, 22, 23, 24, 25); - Na figura 2, uma vista em perspectiva da zona dos dispositivos de controlo com um corte na caixa (32) que constitui este dispositivo, com destaque para as cavilhas (33) que posicionam o tubo central e os tubos interiores;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following description is based on the accompanying drawings in which, without any limitative character, there is shown: - Figure 1, a general perspective view of the cross-member, with the identification of the different constituents thereof, to the main structure formed by the different tubes (11, 12, 13, 14, 15), to the control unit (31), and to the various functional components (21, 22, 23, 24, 25); 2 is a perspective view of the area of the control devices with a cut-out in the housing 32 constituting this device, in particular the pins 33 which position the central tube and the inner tubes;

Na figura 3, uma vista em corte da zona do 7 dispositivo de controlo, com destaque para a caixa (32), as cavilhas (33) e a mola (34) que fazem parte da unidade de controlo, e com a utilização de tubos laterais com o mesmo diâmetro; e - A figura 4, uma mesma vista em corte da zona dos dispositivos de controlo, mas com a diferença de os tubos laterais terem diâmetros diferentes.In Figure 3, a cross-sectional view of the control device area, especially the housing (32), the bolts (33) and the spring (34) forming part of the control unit, and with the use of tubes sides of the same diameter; and Figure 4 shows the same cross-sectional view of the zone of the control devices, but with the difference that the side tubes have different diameters.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO 0 presente invento diz respeito a uma travessa, destinada a suportar o painel de instrumentos de um veiculo motorizado, a garantir a rigidez do mesmo e a suportar os diversos componentes do painel de instrumentos. A travessa é composta por uma estrutura principal (11, 12, 13, 14, 15) metálica, por uma unidade de controlo (31) e pelos componentes funcionais (21, 22, 23, 24, 25). A unidade de controlo (31) é constituída por uma caixa (32), que envolve os diferentes componentes do mecanismo, por um conjunto de cavilhas (33) que posicionam o tubo central (13) e os tubos interiores (14, 15), e por uma mola (34) que está situada entre os dois tubos interiores e é montada sob tensão. Deste modo, o conjunto de cavilhas (33) tem que possuir rigidez suficiente para manter a posição do tubo central e dos tubos interiores durante o funcionamento do veículo, resistindo às forças geradas pela mola (34) que se encontra pré-tensionada. Isso consegue-se jogando com o material, diâmetro e número das cavilhas presentes na unidade de controlo.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a beam, intended to support the dashboard of a motor vehicle, to ensure rigidity thereof and to support the various components of the instrument panel. The crosspiece is composed of a metal main structure (11, 12, 13, 14, 15), a control unit (31) and the functional components (21, 22, 23, 24, 25). The control unit 31 is constituted by a housing 32, which surrounds the various components of the mechanism, by a set of pins 33 which position the central tube 13 and the inner tubes 14, 15, and by a spring (34) which is situated between the two inner tubes and is tensioned. Thus, the bolt assembly 33 must be rigid enough to maintain the position of the central tube and the inner tubes during vehicle operation, resisting the forces generated by the spring (34) which is pre-tensioned. This is achieved by playing with the material, diameter and number of bolts present in the control unit.

Paralelamente a esta unidade, um ou mais sensores distribuídos ao longo do veiculo possibilitam a detecção de impacto lateral, e são responsáveis por enviar sinais específicos para a unidade de controlo (31), que levarão à recolha das cavilhas (33) e, consequentemente, à activação do mecanismo expansão da travessa.Parallel to this unit, one or more sensors distributed throughout the vehicle enable the lateral impact detection, and are responsible for sending specific signals to the control unit 31, which will lead to the collection of the pins 33 and, consequently, to the activation of the expansion mechanism of the beam.

Sendo que uma das principais preocupações da industria automóvel aquando do impacto lateral encontra-se relacionada com o nível intrusão no habitáculo do veículo, o presente invento procura contribuir para a redução da intrusão adicionando a unidade de controlo (33), descrita anteriormente, à viga transversal, já que esta tem como função principal controlar o mecanismo de expansão da travessa, contribuindo para a protecção/segurança do condutor e passageiros do veículo motorizado em caso de um choque lateral. Paralelamente, devido à sua localização e interacção com os restantes elementos estruturais da travessa, a unidade de controlo (33) apresenta funções estruturais, contribuindo para a rigidez global da travessa, especialmente quando sujeita a esforços de flexão.Since one of the main concerns of the automotive industry upon lateral impact is related to the level of intrusion into the passenger compartment of the vehicle, the present invention seeks to contribute to the reduction of intrusion by adding the control unit 33, previously described, to the beam The main purpose of this control is to control the expansion mechanism of the crossbar, thus contributing to the protection / safety of the driver and passengers of the motor vehicle in the event of a side impact. In parallel, due to its location and interaction with the other structural members of the beam, the control unit 33 has structural functions, contributing to the overall rigidity of the beam, especially when subjected to bending stresses.

Por sua vez, a estrutura principal (11, 12, 13, 14, 15) é responsável por garantir a maior parte da rigidez da travessa, sendo capaz de resistir directamente aos esforços transmitidos por elementos funcionais, como a 9 coluna de direcção ou os airbags, e contribuindo significativamente para o comportamento da travessa em caso de impacto, seja este lateral ou frontal. A estrutura principal é formada por um tubo central (13), por dois tubos interiores (14, 15) de menor diâmetro, introduzidos no interior do tubo central (13), e por dois tubos laterais (11, 12), que se encontram ligados simultâneamente aos pilares A (21, 22) da travessa e aos tubos interiores (14, 15). Essa ligação pode ser realizada por um qualquer processo de união, como por exemplo, a soldadura. 0 tubo central (13) e os tubos interiores (14, 15) apresentam diversas furações, cujo número total é igual ao número de cavilhas (33) existentes na unidade de controlo (31), permitindo o seu posicionamento e travamento quando as cavilhas (33) se encontram na sua posição extendida. De modo a garantir o devido funcionamento do mecanismo de expansão, a folga existente entre o diâmetro externo dos dois tubos interiores (14, 15) e o diâmetro interno do tubo central (13) terá de ser suficiente para permitir que os tubos internos deslizem sem qualquer dificuldade no interior do tubo central.In turn, the main structure (11, 12, 13, 14, 15) is responsible for securing most of the rigidity of the beam, being able to withstand directly the forces transmitted by functional elements, such as the steering column or the airbags, and significantly contributing to the behavior of the crossbeam in case of impact, whether this side or front. The main structure is formed by a central tube 13, by two smaller inner tubes 14, 15 introduced inside the central tube 13, and by two side tubes 11,12, which are connected simultaneously to the pillars A (21, 22) of the crosspiece and to the inner tubes (14, 15). Such bonding may be accomplished by any bonding process, such as welding. The central tube 13 and inner tubes 14, 15 have a plurality of bores, the total number of which is equal to the number of bolts 33 in the control unit 31, allowing their positioning and locking when the bolts 33) are in their extended position. In order to ensure proper operation of the expansion mechanism, the gap between the outer diameter of the two inner tubes (14, 15) and the inner diameter of the central tube (13) must be sufficient to allow the inner tubes to slide without difficulty within the central tube.

Os tubos laterais (11, 12) podem ter diferentes diâmetros e configurações, sendo que os tubos interiores (14,15) são responsáveis por garantir a transição e fixação dos mesmos tubos.The side tubes 11, 12 may have different diameters and configurations, and the inner tubes 14,15 are responsible for ensuring the transition and attachment of the same tubes.

Os diferentes componentes funcionais estão 10 ligados à estrutura principal (11, 12, 13, 14, 15) por um qualquer processo de união, como por exemplo, a soldadura. Cada um destes componentes tem como principal função suportar os componentes associados à travessa, tais como a coluna de direcção ou os airbags.The various functional components are connected to the main structure (11, 12, 13, 14, 15) by any bonding process, such as welding. Each of these components has as main function to support the components associated with the crossbar, such as the steering column or airbags.

Tal como referido anteriormente, quando existe um impacto lateral no veiculo, sensores específicos são accionados e emitem um sinal para a unidade de controlo (31) do mecanismo, permitindo o recuo das cavilhas (33) e libertando os tubos internos (14, 15) . Assim, a mola (34) , que se encontra em tensão, gera uma força na direcção dos pilares A, empurrando os tubos internos (14, 15) para as extremidades, contra os mesmos pilares A do chassis do veiculo. De acordo com os sinais adquiridos pelos sensores, a activação das cavilhas (33) pode ser feita de modo independente, em que a extensão da travessa se verifica apenas em um dos lados do veiculo, libertando desta maneira a totalidade da energia armazenada na mola (34) numa única direcção e transferindo-a para o lado em que se verificou efectivamente a colisão. A força da mola (34) tem de ser suficiente para garantir que os tubos internos (14, 15) são projectados sobre os pilares A do chassis do veiculo e impedem que o espaço interior do habitáculo seja demasiadamente reduzido, utrapassando os limites estipulados e pondo em causa a integridade dos ocupantes do veiculo. 11 0 invento deve apenas ser limitado pelo espirito das reivindicações que se seguem.As discussed above, when there is lateral impact on the vehicle, specific sensors are actuated and emit a signal to the control unit 31 of the mechanism, allowing the pegs 33 to be withdrawn and releasing the inner tubes 14, . Thus, the tensioning spring 34 generates a force towards the abutments A by pushing the inner tubes 14, 15 towards the ends against the same abutments A of the chassis of the vehicle. According to the signals acquired by the sensors, the activation of the pins 33 can be made independently, wherein the extension of the crosspiece only occurs on one side of the vehicle, thereby releasing the entire energy stored in the spring ( 34) in a single direction and transfer it to the side where the collision actually occurred. The force of the spring 34 must be sufficient to ensure that the inner tubes 14, 15 are projected onto the A-pillars of the vehicle chassis and prevent the interior space of the passenger compartment from being too low, exceeding the stipulated limits and concerned the integrity of the occupants of the vehicle. The invention should only be limited by the spirit of the following claims.

Lisboa, 26 de Setembro de 2013Lisbon, September 26, 2013

Claims

A carrier (1) for instrument panel support applied to transverse beams of motor vehicles, intended to support the instrument panel and to ensure rigidity thereof, characterized in that it has a main structure (11,12,13,14 , 15) formed by a central tube 13, by two smaller inner tubes 14, 15 inside the central tube, and by two side tubes 11, 12 connected to the A pillars 21, 22 ) of the beam and the inner tubes (14, is:), in that they have the functional components (21, 22, 23, 24, 25) connected to the main frame (11,12,13,14,15) a control unit (31) formed by a housing (32), a set of bolts (33), a spring (34) mounted in tension between the inner tubes (14, 15), and sensors positioned on the sides of the motor vehicle, which control unit, when triggered by a side impact, releases the side tubes, which are projected against the stack motor vehicles due to the force of the spring (34).

An instrument panel holder (1) according to the preceding claim, characterized in that the central tube (13) and the housing (32) of the control unit (31) are a single body.

The instrument panel carrier 2 (1) according to claim 1, characterized in that one of the side tubes (11, 12), or both simultaneously, has no straight cross-section.

An instrument panel carrier (1) according to claim 1, characterized in that the control unit (31) has the ability to independently release each of the side tubes (11, 12), allowing the expansion of the beam ( 1) only on the side of the vehicle where the side impact occurs. Lisbon, September 26, 2013