"Dispositif d'absorption d'énergie" <EMI ID=1.1>
Suivant l'invention, on prévoit un dispositif d'absorption d'énergie comprenant une structure de poutrelle composée comportant une matière élastomère avec plusieurs filaments noyés pratiquement rectiligne de matière flexible , la matière composée étant agencée pour un montage de telle sorte que l'énergie d' un. impact soit au moins partiellement absorbée par la résistance à la flexion de la structure de poutrelle composée.
.Suivant l'invention, on prévoit également un dispositif d'absorption d'énergie comprenant des moyens de paroi enfermant ou entourant un espace et présentant vas 1' extérieur une face de réception d'impact et qui est constitué au moins en <EMI ID=2.1>
tière élastomère avec plusieurs filaments noyés de matière flexible qui s'étendent longitudinalement vers la face précitée, de telle sorte qu'un impact sur.cette face tend à déformer les moyens de paroi et que son énergie est'au moins partiellement absorbée par la résistance à la flexion de la structure de poutrelle composée.
Suivant l'irvention , on prévoit en outre un dispositif d'absorption d'énergie comprenant des moyens de paroi enfermant ou entourant un espace et présentant vers l'extérieur une face destinée à recevoir un impact dont l'énergie doit être absorbée , Les moyens de paroi étant faits d'une matière offrant une résistance importante à la flexion de manière à s'opposer à une déformation par un impact et à absorber ainsi l'énergie de 1'impact.
Suivant l'invention , on prévoit également un dispositif d'absorption d'énergie comprenant des moyens de paroi définissant une face destinée à recevoir un impact dont l'énergie doit être absorbée et agencée de manière à se déformer on réponse à cet impact , les moyens de paroi étant faits d'une matière élastique offrant une résistance importante à là flexion , de,telle.sorte que la résistance à la flexion absorbe une partie au moins de l'énergie de l'impact, cette face n'étant pas coplanaire sur sa longueur.
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nex6s, dans lesquels:
La'figure 1 est une vue en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 d'un morceau de matière à utiliser dans
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La figure 2 est une vue en élévation du morceau de matière de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique en perspective à beaucoup plus grande échelle, d'un monceau de tissu .contenant des filaments de matière plastique flexible à incorporer dans la matière des figres 1 et 2.. La figure 4 est une vue en plan de l'un des dispositifs d'absorption d'énergie. La figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue en p�upe transversale correspondant à la figure 4 d'un autre des dispositifs.
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quant le fonctionnement des dispositifs des figures 4, 5 et 6
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mal et déformé.
Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale schématiques illustrant un autre dispositif d'absorption d'énergie , respectivement dans ses positions normale:
et déformée.
Les figures 11 et 12 correspondent , respectivement, aux figures 9 et 10 mais illustrent un autre dispositif d'absorption d'énergie.
La figure 13 est une vue en coup? transversale d'un autre dispositif d'absorption d'énergie. La figure 14 est une vue en perspective d'une extrémité découpée du dispositif de la figure 13. La figure 15 est une vue en perspective illustrant un autre dispositif d'absorption d'énergie en position en tant que pare-choc sur un véhicule.
Les figures 16,17 et 18 sont des vues en pers-pective schématiques d'autres 'dispositifs 3*'absorption d'énergie.
Comme décrit ci-après, on a prévu un article
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laquelle sont noyés plusieurs filaments flexibles. Ces filaments peuvent être faits de métal ou de matière plastique avec un module d'élasticité et un diamètre convenables et ils se sont révélés augmenter la raideur ou la résistance à la flexion de l' article par rapport à des forces agissant autour d'axes transversaux par rapport aux directions suivant lesquelles s'étendent
-les filaments.
Cette augmentation de raideur est provoquée par les filaments et la matière élastomère agissant conjointement en tant que poutrelle composée , c'est-à-dire une poutrelle
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cipalement reprises par les filaments et les forces de cisaillement principalement par la matière élastomère.
Pour faciliter la fabrication , les filaments comprennent de préférence des morceaux de tissu et la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un élément 20 en caoutchouc
22 dans lequel sont noyées deux épaisseurs 24 et 26 constituées chacune par un tel tissu. Dans chaque couche de tissu 24,26, les filaments sont agencés en association parallèle entre eux et s'
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présente certains des filaments en pointillé , purement il titre
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filaments procurent à l'élément une résistance très fortement accrue vis-a-vis des forces de flexion agissant autour d'axes
(par exemple l'axe 32 à la figure 2) transversaux par rapport
au sens de l'étendue des filaments. La résistance aux forces
de flexion agissant autour d'axes(par exemple l'axe 34 à la figure 2) parallèles aux filaments est affectée dans une mesure bien plus réduite par le fait qu'on prévoit les filaments. L'aug-
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sition de ceux-ci à l'intérieur de la matière élastomère. Ainsi, l'augmentation de raideur est supérieure lorsqu'on écarte les épaisseurs de tissu 24 et 26 et que celles-ci se rapprochent respectivement des surfaces 36 et 38 de l'article.
En outre, la raideur peut être modifiée en prévoyant un nombre différent de filaments par unité de longueur linéaire.
Bien que deux ensembles de filaments (c'està-dire deux épaisseurs de tissu 24 et 26) aient été représentés
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ou inférieur d'ensembles de filaments peuvent être prévus, bien qu'on prévoit avantageusement au moins deux ensembles de filaments .
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de filaments sont prévues dans la matière élastomère, les filaments d'une rangée peuvent s'étendre suivant une direction différente par rapport à ceux d'une autre rangée. Dans un tel cas, la raideur de l'élément sera augmentée dans plus d'une direction. Ainsi, par exemple, si les filaments dans l'épaisseur de tissu
26, des figures 1 et 2 s'étendent perpendiculairement à ceux dans l'épaisseur de tissu 24., la résistance de l'élément à la flexion autour de l'axe 34 sera augmentée de même que sa résistance autour de l'axe 32.
En admettant que les filaments dans au moins l'une des épaisseurs de tissu 24 et 26 s'étendent depuis le sommet 28 jusqu'à la base 30 de l'élément 20 (de manière � augmenter la résistance à la flexion autour de l'axe 32 ) , l'élément des figures 1 et 2 peut être utilisé en tant que dispositif d' absorption d'énergie ou d'amortissement d'impact s'il est monté de manière à recevoir l'impact suivant le sens de la flèche A. Un tel impact tendra à faire fléchir l'élément autour de l'axe
32 (et des axes parallèles ) et à cette tendance s'opposera la poutrelle composée , de telle sorte que l'énergie de l'impact sera absorbée par la résistance à la flexion communiquée à l'élément par l'effet de poutrelle composée des filaments et de la matière élastomère.
La figure 3 représente une partie de l'une .des épaisseurs de tissu 24 et 26 à une beaucoup plus grande échelle . Comme représenté , les filaments portant la référence
40 sont agencés en faisceaux contenant chacun sept filaments <EMI ID=14.1>
rangées de fils 42 et il est tissé de telle manière que les fil:
de chaque rangée noient séparés par des brins de séparation 44 <EMI ID=15.1>
dule d'élasticité des filaments et du nombre de ces derniers. Afin de rendre la raideur maximum , les fils 42 sont filés avec aussi peu de torsion des filaments que possible, étant donné que la torsion réduit le module d'élasticité du fil. En réduisant au minimum la valeur de la torsion , le module d'élasticité de cha-que fil est maintenu aussi proche que possible de celui de chaque filament. Pour la même raison, les fils 42 sont maintenus aussi droits que possible sans entrelacement et avec très peu ou pas
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su dans le sens des fils soit aussi proche que possible de celui du fil et des filaments.
La dimension et le module d'élasticité des filaments devraintêtre suffisamment élevés pour procurer des résultats utiles. Il a été découvert que, normalement, le module d'élasticité devrait dépasser 700 kilos par centimètre carré et être de préférence supérieur à 7.000 kilos par centimètre carré:
une valeur dans la plage de 28.000 à 42.000 kilos par centimètre carré est particulièrement convenable. La dimension préférée des filaments dépend de leur module d'élasticité. Un module d'élasticité inférieur requiert un plus grand diamètre de filaient pour
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vé avec un diamètre de filament inférieur. Normalement, le diamètre des filaments devrait être sup6rieur à 0,025 millimètre . De préférence, le module d'élasticité et le diamètre des filaments ne sont pas suffisamment élevés pour empêcher ou gêner le tissage des filaments dans le tissu, en utilisant un métier à tisser normal.
Dans un exemple de réalisation particulier
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ne ( marque déposée "Terylene" et il a une section transversale pratiquement circulaire avec un diamètre de 0,25 millimètre et ,un module d'élasticité d'environ 42.000 kilos par centimètre carré. La résistance à la rupture est comprise entre 3.500 et 7.000 kilos par centimètre carré et l'allongement à la rupture est com- <EMI ID=19.1>
sorte qu'il existe au total 17,40 fils'par centimètre.
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tirer chaque fil au cours de la fabrication et de le. laisser ensuite partiellement se rétracter avant de le tisser dans le tissu. ceci s'est révélé diminuer'la déformation permanente donner. au fil par tout étirage qui peut avoir lieu ultérieurement , par
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Bien que les fils 42 aient été illustrés à la figure 3 comme s'étendant tons suivant la même direction , ils peuvent être tissés de manière à s'étendre suivant des directions différentes , en offrant ainsi une résistance accrue à la flexion dans diverses directions , comme expliqué précédemment
à propos des figures 1 et 2.
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comme ayant une section transversale circulaire, ils peuvent au contraire avoir une section transversale non circulaire et aux fins du présent brevet , un filament de section transversale non circulaire est considéré comme ayant un diamètre équivalent à celui d'un filament de section transversale circulaire possédant un moment d'inertie égal au moment d'inertie minimum du filament de section transversale non circulaire.
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filaments peuvent être faits de toute autre matière telle que du nylon ou d'autres matières plastiques mais, pour obtenir des ré-
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chimique, de l'humidité et des rayonnements tout en offrant de bonnes propriétés de vieillissement.
Le tissu peut iL.ce incorporé dans la matière élastomère par n'importe quel procédé approprié qui assure une liaison convenable entre la matière et le tissu.
Le tissage du tissu peut être suffisamment <EMI ID=27.1>
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tissu au cours de la fabrication de manière à établir une bonne liaison.
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d'absorption d'énergie sous la forme d'un pare-choc tel qu'utili-
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de manière à recevoir l'impact suivant le sens de la floche D et le dispositif est suppor.té sur le véhicule par de solides pinces 52 et 54 qui maintiennent les extrémités écartées des branches 56 et 58 du U. Les branches 56 et 58 sont généralement rcctilignes et parallèles et l'ensemble du dispositif , en particulier les branches 56 et 58 , est fait d'une matière offrant une bonne résistance à la flexion autour d'axes qui se situent dans les plans des branches et s'étendent entre les extrémités 60,60 du dispositif.
La figure 8 représente la façon dont le dispositif répond à un impact dans le sens de la flèche B . En construisant convenablement les branches 56, 58 , par exemple en incorporant des points offrant une relativement faible résistance à la flexion dans les régions 62,64, les branches 56,58 sont amenées à fléchit vers l'extérieur en réponse à l'impact et la résistance à la flexion des branches 56 et 58 amortit l'impact et . absorbe son énergie. Au lieu d'incorporer des points offrant une résistance à la flexion inférieure dans les branches, il s'est révélé que le même effet peut être obtenu en ajustant la raideur de la base 50 du U par rapport à celle des branches 56 et 58.
Le dispositif des figures 4 et 5 peut être fait de n'importe quelle matière appropriée mais, avantageusement, la matière est du type décrit précédemment à propos des figures 1 et 2 , dans l?squ?lles des filaments flexibles sont noyés dans la matière élastomère telle que du caoutchouc. La figure 6 est une vue en cape transversale , correspondant d'une façon générale à la figure 5 et en plan tel qu'apparaissant généralement à la figre 4, d'un dispositif qui est fait de caoutchouc avec deux épaisseurs de tissu 66 et 68 (correspondant aux épaisseurs de tissu 24 et-26 de la figure 1) qui y sont noyées. Les fila-monts de chacune des épaisseurs 66 et 68 s'étendent parallèlement entre eux autour du U depuis l'extrémité éloignée d'une branche
56 jusqu'à l'extrémité éloignée de l'autre branche 50 et les 6-
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positif. En outre, deux autres épaisseurs de tissu 70, 72 semblables aux épaisseurs 24,26 de la figure 1 , sont noyées clans
la base 50 du U. Ces épaisseurs s'étendent également entre les deux extrémités 60 du dispositif ,mais les filaments de ces épaisseurs s'étendent perpendiculairement aux filaments des épaisseurs
66 et 68.
Le dispositif de la figure 6 possède des régions 62 et 64 de relativement faible 'résistance à la flexion et
<EMI ID=33.1> laments dans les épaisseurs de tissa 66,68 en ce point ou en formant un coude dans le tissu lui-même. D'une autre façon , le même effet peut être obtenu en ajustant la laideur relative de la
>
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L'utilisation de la matière composée du type décrit à propos de la figure 1 dans le dispositif de la figure 6 offre plusieurs avantages importants . Eh particulier, la matière possède une grande solidité et sa résistance à la flexion peut être rendue très élevée et aisément ajustée au cours de
la fabrication et, en outre, la résistance à la flexion de la matière peut aisément être rendue différente dans diverses directions. Elle peut aisément recevoir un fini décoratif ou être dotée d'accessoires décoratifs tels que des baguettes d'acier chromé . Lors de l'utilisation en tant que pare-choc pour un véhicule , plusieurs autres points valent la peine d'être remarqués:
<EMI ID=35.1>
ment fabriquées , comme par exemple des trous ou des renfoncements pour des lampes et d'autres articles.
2[deg.]) Des articles tels que des sabots peuvent �être moulés dans la structure principale.
3[deg.]) La structure peut être moulée de manière à s'adapter autour d'un grillage de radiateur , de plaques mi- néralogiques , de lampes et d'autres accessoires sur le véhicule.
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caoutchouc , soit par mélange, soit par fixation.
5[deg.]) En modifiant la rigidité en divers points .(de la manière décrite ) , il est possible de,rendre la structure plus résistante à la déformation en des points voisins des lampes, de la carrosserie , etc.
6[deg.]) Grâce à une détermination appropriée de la rigidité des divers points de flexion dans la structure, il
est possible d'obtenir que les forces de résistance par unité
de déformation totale linéairement augmentotcomme dans un ressort ou so.Er� linéairement constantes comme dans un amortisseur hydrau-
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mentation ou une diminution de manière non linéaire. Un tel réglage est simple et peu onéreux.
On remarquera que les dispositifs d'absorption d'énergie décrits se distinguent des dispositifs faisant simple-
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lastomère , dans lesquels l'absorption de l'impact est réalisée par le caoutchouc ou la matière élastomère agissant principalement en cisaillement. Comme décrit dans le présent brevet, d'un autre côté , le caoutchouc est combiné avec un autre élément constitutif de manière à procurer un organe composé qui agit en .flexion en tant que poutrelle mais conserve cependant les proprié- <EMI ID=40.1>
formations sans défaut.
Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale. d'une autre forme de pare-choc à nouveau fait de matière caoutchouteuse 80 dans laquelle sont noyées deux épaisseurs de tissu 66 et 6 8 correspondant aux épaisseurs 66 et 68 du dispositif de la figure 6. A nouveau, les filaments dans le tissu s'étendent autour de l'ensemble du U comme dans le dispositif de' la figure 6. A la différence de ce dernier dispositif , toutefois, celui des figures 9'et 10 ne comporte pas des é- . paisseurs de tissu supplémentaires 70 et 72. La figure 10 re-
-présente la configuration que prend le dispositif de la figure 9 en réponse à un impact et on observera qu'une flexion a lieu, à laquelle s'oppose la poutrelle composée et qui absorbe l'éner- <EMI ID=41.1>
res 8 et 9 est serré ou fixé sur le véhicule n'ont pas été re-
<EMI ID=42.1>
Les figures 11 et 12 correspondent d'une façon générale aux figures 9 et 10 , respectivement, et illustrent une autre configuration .
Le dispositif d'absorption d'énergie des figures. 13 et 14 constitue à nouveau un pare-choc pour un véhicule et on y a noyées des épaisseurs de tissu 66,68,70 et 72 agencées d'une façon généralement semblable à celle des épaisseurs de la figure 6. La figure 13 représente la façon dont une structure 90 peut être moulée dans le caoutchouc pour retenir une plaque minéralogique. La figure 15 représente la façon dont le dispositif de la figure 6 peut recevoir une forme plus complexe de manière à offrir une protection générale à l'avant d'un véhicule, <EMI ID=43.1>
de radiateur et les plaques minéralogiques du véhicule. Un problème qui peut survenir lors de la conception de la configuration d'un dispositif d'absorption d'énergie tel que , par exemple, un pare-choc pour un véhicule , est la difficulté de tenir compte de, différents types d'impact. Ainsi, l'impact peut avoir lieu sur une relativement petite longueur seulement du dispositif (par exemple lorsque le dispositif est un pare-choc sur un véhicule et que celui-ci vient frapper un poteau ou un montant ) ou sur une plus grande partie ou la totalité de la longueur du dispositif.
Si le dispositif est rendu suffisamment raide pour procurer la force de décélération désirée sur une distance de déformation prédéterminée en réponse à un impact ponctuel , la raideur du dispositif sera telle, qu'en réponse à un impact sur toute la longueur ou une portion considérable au moins de cette longueur du dispositif , une faible partie seulement de la distance disponible pour la déformation sera utilisée et l'impact sera absorbé mais donnera des charges beaucoup plus élevées sur le véhicule qui peuvent ne pas être acceptables. Inversement, si le disposi, tif est conçu de manière à avoir la raideur voulue pour procurer une décélération acceptable pour une collision sur toute la largeur , il procurera une décélération insuffisante en réponse à .un impact ponctuel et n'absorbera pas de manière satisfaisante toute l'énergie.
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vues en perspective de pare-chocs de véhicule dans lesquels la face de réception d'impact n'est pas rectiligne sur une partie importante de sa longueur. Par conséquent, un impact sera reçu
par une relativement faible superficie seulement de la face de réception d'impact et il en sera ainsi que l'impact soit un impact ponctuel, par exemple lors d'une rencontre du véhicule avec
un montant ou un poteau , ou un impact avec une plus grande surface. Ceci permet à la totalité du dispositif d'être rendue suffisamment raide pour procurer une force de décélération désirée sur une distance de déformation prédéterminée en réponse
à une collision de type ponctuel étant donné que, en fait, le dispositif sera uniquement soumis à des impacts de type ponctuel .
Dans le cas du dispositif de la figure 16, la face de réception d'impact est incurvée de manière convexe sur une partie importante de la longueur de la face . Dans une variante de réalisation, la face peut être incurvée de manière convexe sur toute la longueur.
Dans d'autres constructions, la face de réception d'impact peut comprendre des parties rectilignes ou
être constituée par des parties rectilignes 92,94 agencées en association décalée (comme dans le cas de la figure 18). Dans le cas du dispositif de la figure 17, la face de réception d'inpact possède des saillies 96. Dans des variantes , on peut prévoir au contraire ou en plus des évidements ou logements.
La totalité de la face de réception d'impact ne doit pas présenter la môme raideur . Par exemple , lorsque les saillies sont prévues, les saillies et/ou dés parties
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d'autres pa�ies de la structure .
Ires dispositifs des figures 16 et 18 sont faits d'une matière appropriée dont la conception ou la configuration est telle qu'elle offre une résistance élevée à la flexion
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<EMI ID=47.1>
tionner de la manière décrite à propos des figures 5 ou 6.
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Les dispositifs d'absorption d'énergie décrits ne sont pas limités à une utilisation sur des automobiles
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mobiles, et le mot "véhicule" doit être-considéré en conséquence.
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objets fixes afin d'établir des barrière de sécurité et analogues .
L'expression "pare-choc" pour un véhicule
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me comprenant des sabots de pare-choc de véhicule ainsi qu'une partie de carrosserie de véhicule d'extrémité ou latérale de la forme illustrée à la figre 15.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ciavant et que bien des modifications peuvent y être appâtées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Dispositif d'absorption d'énergie, ca-
<EMI ID=52.1>
incorporant une matière élastomère, telle que du caoutchouc par exemple, avec plusieurs filaments noyés pratiquement rectilignes de matière flexible , la structure composée étant montée de telle ma- nière que l'énergie d'un impact soit au moins partiellement absorbée par la résistance à la flexion de la structure de poutrelle composée.