FR2831235A1 - Shock absorber and vibration damper comprises block of open-cell foam with cavities containing second deformable material such as resin - Google Patents
Shock absorber and vibration damper comprises block of open-cell foam with cavities containing second deformable material such as resin Download PDFInfo
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un dispositif de protection, destiné à l'amortissement de chocs et/ou vibrations mécaniques. The present invention relates to a protection device for damping shocks and / or mechanical vibrations.
Toutefois, bien que plus particulièrement prévu pour de telles applications, ledit dispositif de protection pourra également être utilisé, notamment comme isolant thermique et/ou électrique. However, although more particularly intended for such applications, said protective device may also be used, especially as thermal and / or electrical insulation.
On connaît un grand nombre de dispositifs permettant de protéger des objets de pression et/ou de chocs mécaniques. Parmi ceux-ci, on connaît notamment des mousses qui permettent l'absorption de chocs mécaniques et/ou vibrations. A large number of devices are known to protect objects of pressure and / or mechanical shocks. Among these, we know in particular foams that allow the absorption of mechanical shocks and / or vibrations.
Ces dispositifs en mousse présentent cependant différents inconvénients ; notamment la capacité d'amortissement de ces mousses est relativement faible par unité de volume. De ce fait, ces dispositifs ne sont pas bien adaptés à la protection des objets contre des chocs mécaniques importants ; en effet, leur utilisation nécessiterait la mise à disposition d'un volume important autour de l'objet à protéger et en rendrait la manipulation très difficile. These foam devices, however, have different disadvantages; in particular the damping capacity of these foams is relatively low per unit volume. As a result, these devices are not well adapted to the protection of objects against major mechanical shocks; indeed, their use would require the provision of a large volume around the object to be protected and would make handling very difficult.
On connaît également un autre type de dispositif d'amortissement, celui-ci étant composé généralement d'une enveloppe dans laquelle on dispose un gel, ladite enveloppe et ledit gel présentant certaines propriétés telles que leur intéraction procure ledit effet amortisseur. Ce type de dispositif d'amortissement est adapté à la protection d'objets contre des chocs mécaniques importants. Toutefois, ces dispositifs présentent différents inconvénients, et notamment ils nécessitent l'emploi d'un volume de gel important et sont d'un prix élevé. Another type of damping device is also known, it being generally composed of an envelope in which a gel is provided, said envelope and said gel having certain properties such that their interaction provides said damping effect. This type of damping device is adapted to the protection of objects against major mechanical shocks. However, these devices have different disadvantages, and in particular they require the use of a large volume of gel and are of a high price.
De plus, il peut se produire, lors de chocs, des ruptures au niveau de l'enveloppe qui rendent inefficace le dispositif. Enfin, ces dispositifs ne peuvent pas présenter de forme relativement complexe, et ce contrairement aux dispositifs d'amortissement en mousse qui peuvent être ajustés, notamment par découpage, aux formes de l'objet à protéger. In addition, it can occur, during shocks, ruptures in the envelope that make the device ineffective. Finally, these devices can not have a relatively complex shape, unlike foam damping devices that can be adjusted, including cutting, forms the object to be protected.
Le but de l'invention est de proposer un dispositif de protection qui pallie les inconvénients précités et permet la protection d'objets contre des The object of the invention is to provide a protection device that overcomes the aforementioned drawbacks and allows the protection of objects against
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chocs et/ou vibrations mécaniques importants, tout en gardant un volume relativement réduit. major mechanical shocks and / or vibrations, while keeping a relatively small volume.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de protection dont les dimensions peuvent être aisément adaptées aux formes de l'objet à protéger. Another object of the present invention is to provide a protection device whose dimensions can be easily adapted to the shapes of the object to be protected.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de protection comprenant une structure déformable ne nécessitant pas obligatoirement d'enveloppe supplémentaire. Another object of the present invention is to provide a protection device comprising a deformable structure that does not necessarily require additional envelope.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de la limiter. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the description which follows, which is given for information only, and which is not intended to limit it.
Selon l'invention, le dispositif de protection, destiné à l'amortissement de chocs et/ou vibrations mécaniques, comportant une structure déformable, caractérisé en ce que ladite structure déformable comprend : - un premier matériau de type mousse et présentant des cavités ouvertes, - un second matériau, disposé essentiellement au niveau desdites cavités ouvertes et coopérant avec ledit premier matériau, de façon à se déformer élastiquement dans les cavités ouvertes lors d'un choc mécanique et/ou d'une pression exercée sur ladite structure déformable permettant son amortissement. According to the invention, the protection device, intended for the damping of shocks and / or mechanical vibrations, comprising a deformable structure, characterized in that said deformable structure comprises: a first foam-type material and having open cavities, a second material, disposed essentially at the level of said open cavities and cooperating with said first material, so as to deform elastically in the open cavities during a mechanical shock and / or a pressure exerted on said deformable structure allowing its damping; .
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe et parmi lesquels : - la figure 1 représente en perspective un mode de réalisation du dispositif de protection conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de face d'un détail noté 1 de la figure 1, - la figure 3 représente une vue semblable à la figure 1 dans laquelle le dispositif est soumis à un choc mécanique, The present invention will be better understood on reading the following description, accompanied by the appended drawings, in which: FIG. 1 represents in perspective an embodiment of the protection device according to the invention, FIG. front view of a detail noted 1 of Figure 1, - Figure 3 shows a view similar to Figure 1 in which the device is subjected to mechanical shock,
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- la figure 4 illustre en vue de face un second exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention, - la figure 5 illustre en vue de face un troisième exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention. - Figure 4 illustrates a front view of a second embodiment of the device according to the invention, - Figure 5 illustrates a front view of a third embodiment of the device according to the invention.
La présente invention est relative à un dispositif de protection, destiné à l'amortissement de chocs et/ou vibrations mécaniques. Cela étant, bien que plus particulièrement prévu pour de telles applications, ledit dispositif pourra également être utilisé pour d'autres applications, et notamment comme isolant thermique et/ou électrique. The present invention relates to a protection device for damping shocks and / or mechanical vibrations. However, although more particularly intended for such applications, said device may also be used for other applications, and especially as thermal insulation and / or electrical.
Comme représenté plus particulièrement aux figures 1 à 3, ledit dispositif de protection 1 conforme à l'invention comporte une structure déformable 2. Ladite structure déformable 2 comprend un premier matériau 3 de type mousse et présentant des cavités ouvertes 4, et un second matériau 5, disposé essentiellement au niveau desdites cavités ouvertures 4. As shown more particularly in FIGS. 1 to 3, said protection device 1 according to the invention comprises a deformable structure 2. Said deformable structure 2 comprises a first material 3 of foam type and having open cavities 4, and a second material 5 disposed substantially at said openings 4.
Ledit second matériau 5 coopère avec ledit premier matériau 3 de façon à se déformer élastiquement dans lesdites cavités ouvertes 5 lors d'un choc mécanique et/ou d'une pression exercée sur ladite structure 2 permettant son amortissement. Said second material 5 cooperates with said first material 3 so as to elastically deform in said open cavities 5 during a mechanical shock and / or pressure exerted on said structure 2 allowing its damping.
Dans un mode de réalisation avantageux, ledit second matériau 5 est une résine. En effet, il a été constaté après de nombreux essais qu'il était nécessaire d'utiliser un matériau possédant des propriétés de résistance aux chocs importantes avec un effet mouillable permettant audit second matériau d'être disposé, notamment par imprégnation au niveau desdites cavités ouvertes 4. In an advantageous embodiment, said second material 5 is a resin. Indeed, it has been found after many tests that it was necessary to use a material having high impact resistance properties with a wettable effect allowing said second material to be disposed, in particular by impregnation at said open cavities 4.
Parmi les matériaux répondant aux caractéristiques précitées,
il est apparu que certaines résines étaient particulièrement bien adaptées. Des caractéristiques d'une de ces résines sont données dans le tableau ci-après.
- --------------- Among the materials meeting the above characteristics,
it appeared that some resins were particularly well suited. Characteristics of one of these resins are given in the table below.
- ---------------
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<tb>
<tb> Densité <SEP> à <SEP> 230C <SEP> NFT30202 <SEP> 1.05 <SEP> +/-0. <SEP> 05/cm3
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> 23 CNFT76102800 <SEP> +/-200 <SEP> cps
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> 600C <SEP> NFT760102 <SEP> 60 <SEP> +/-10 <SEP> cps
<tb> Conductivité <SEP> thermique <SEP> W=0. <SEP> 11 <SEP> w <SEP> m/Kelvin
<tb> Conductivité <SEP> électrique <SEP> Sup <SEP> 109 <SEP> ohms
<tb> Coefficient <SEP> d'expansion <SEP> 5.3 <SEP> X <SEP> 10-4
<tb> (mesure <SEP> mécanique <SEP> de <SEP> la
<tb> variation <SEP> de <SEP> volume <SEP> contre <SEP> la
<tb> temperature)
<tb> Dureté <SEP> Shore <SEP> à <SEP> 28 <SEP> jours <SEP> NFIS0868 <SEP> 5A
<tb> <Tb>
<tb> Density <SEP> to <SEP> 230C <SEP> NFT30202 <SEP> 1.05 <SEP> +/- 0. <SEP> 05 / cm3
<tb> Viscosity <SEP> to <SEP> 23 CNFT76102800 <SEP> +/- 200 <SEP> cps
<tb> Viscosity <SEP> to <SEP> 600C <SEP> NFT760102 <SEP> 60 <SEP> +/- 10 <SEP> cps
<tb> Conductivity <SEP> thermal <SEP> W = 0. <SEP> 11 <SEP> w <SEP> m / Kelvin
<tb> Conductivity <SEP> Electrical <SEP> Sup <SEP> 109 <SEP> Ohms
<tb> Expansion <SEP> Coefficient <SEP> 5.3 <SEP> X <SEP> 10-4
<tb>(<SEP> mechanical <SEP> measurement of <SEP> la
<tb> variation <SEP> of <SEP> volume <SEP> vs <SEP> la
<tb> temperature)
<tb> Hardness <SEP> Shore <SEP> to <SEP> 28 <SEP> days <SEP> NFIS0868 <SEP> 5A
<Tb>
Selon l'invention, ledit second matériau 5 est injecté dans ledit premier matériau 3. A cet effet, ledit premier matériau 3 de type mousse comporte des cellules ouvertes 4, de préférence ledit premier matériau 3 est réalisé dans une mousse en plastomère ou en élastomère, et avantageusement est de type polyuréthane, silicone ou néoprène. According to the invention, said second material 5 is injected into said first material 3. For this purpose, said first foam material 3 comprises open cells 4, preferably said first material 3 is made of a plastomer or elastomer foam and advantageously is of the polyurethane, silicone or neoprene type.
Il est intéressant de noter que lorsque ledit second matériau 5 est disposé avec soin au niveau desdites cavités 4, il ne migre pas hors des cavités même lorsque ladite structure déformable 2 subit un choc et/ou de vibrations mécaniques. Ainsi, ladite structure déformable 2 ainsi réalisée ne nécessite pas d'enveloppe supplémentaire et peut être utilisée telle quelle comme dispositif de protection 1. It is interesting to note that when said second material 5 is carefully disposed at said cavities 4, it does not migrate out of the cavities even when said deformable structure 2 is shocked and / or mechanically vibrated. Thus, said deformable structure 2 thus produced does not require an additional envelope and can be used as such as a protection device 1.
Cela étant, selon d'autres variantes de réalisation et en se reportant à la figure 5, ladite structure déformable 2 peut comprendre en outre, une enveloppe 6. Cette enveloppe permet d'augmenter la résistance mécanique de ladite structure 2 et également d'empêcher le contact entre d'une part lesdits premier et second matériaux 3 et 5 et d'autre part l'objet à protéger. That being so, according to other embodiments and with reference to FIG. 5, said deformable structure 2 may further comprise an envelope 6. This envelope makes it possible to increase the mechanical strength of said structure 2 and also to prevent the contact between firstly said first and second materials 3 and 5 and secondly the object to be protected.
Cette enveloppe 6 est choisie parmi des matériaux ayant des propriétés élastiques. On citera notamment parmi ceux-ci des élastomères ou plastomères et avantageusement des feuilles PVC, polyuréthane ou silicone. A This envelope 6 is chosen from materials having elastic properties. These include elastomers or plastomers and advantageously PVC, polyurethane or silicone sheets. AT
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ce niveau, il est intéressant de noter qu'il n'y a pas nécessité d'utiliser une enveloppe étanche, ni d'adapter parfaitement l'enveloppe au contenu. At this level, it is interesting to note that there is no need to use a waterproof envelope, nor to adapt the envelope perfectly to the content.
Selon un autre mode de réalisation, et en se reportant plus particulièrement à la figure 4, ladite structure déformable 2 peut comprendre, en outre, un tissu nappé 5. L'utilisation de ce tissu nappé se fera de préférence dans les cas où le dispositif de protection devra subir des contraintes extérieures très importantes. On peut, par exemple, envisager son utilisation dans le cas où le dispositif de protection est destiné au soutien de fortes charges et par exemple des constructions dans des zones sismiques. According to another embodiment, and referring more particularly to Figure 4, said deformable structure 2 may further comprise a web 5. The use of this web is preferably in cases where the device protection will have to undergo very significant external constraints. One can, for example, consider its use in the case where the protective device is intended to support heavy loads and for example constructions in seismic zones.
Dans le cas d'une utilisation d'une structure déformable 2 comportant ledit tissu nappé 5, on pourra prévoir un assemblage superposé particulier de ces nappes. In the case of using a deformable structure 2 comprising said coated fabric 5, it may provide a particular superimposed assembly of these webs.
En effet, compte tenu d'un taux d'écrasement pouvant dépasser 50 % de la structure déformable 2, un enroulement simple des nappes engendrerait des contraintes d'allongement élevées au niveau des fibres du tissu 5, ce qui pourrait provoquer des ruptures et diminuerait la résistance dudit dispositif de protection 1. Indeed, given a crushing rate that can exceed 50% of the deformable structure 2, a simple winding of the webs would cause high stress elongations in the fibers of the fabric 5, which could cause breaks and decrease the resistance of said protection device 1.
Pour éviter ces ruptures, on peut prévoir un assemblage dans lequel les nappes superposées dudit tissu nappé sont entrecroisées, selon un angle déterminé de manière à ce qu'une pression ou un choc sur ladite structure déformable 2 engendre une déformation des mailles dudit tissu nappé et non une contrainte d'allongement au niveau des fibres du tissu. To avoid these breaks, it is possible to provide an assembly in which the superposed sheets of said coated fabric are crisscrossed at a given angle so that pressure or impact on said deformable structure 2 causes deformation of the stitches of said coated fabric and not an elongation stress at the level of the fibers of the fabric.
Selon un perfectionnement de cette variante utilisant un tissu nappé, le tissu pourra être après assemblage enduit notamment d'un plastomère ou d'un élastomère. According to an improvement of this variant using a coated fabric, the fabric may be after assembly coated including a plastomer or an elastomer.
Selon une autre variante de l'invention, non représentée dans les dessins annexés, il est également envisageable de combiner notamment l'enveloppe 6 et le tissu nappé 5. Dans cette variante, ladite structure déformable 2 comprend donc au moins ledit premier matériau 3 et ledit second matériau 5, l'ensemble formé par lesdits premier et second matériaux 3 et 5 étant recouvert par l'enveloppe 6, cette dernière recouverte dudit tissu nappé According to another variant of the invention, not shown in the accompanying drawings, it is also conceivable to combine in particular the envelope 6 and the coated fabric 5. In this variant, said deformable structure 2 therefore comprises at least said first material 3 and said second material 5, the assembly formed by said first and second materials 3 and 5 being covered by the envelope 6, the latter covered with said coated fabric
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5. 5.
Cette enveloppe 6 disposée entre l'ensemble formé par lesdits premier et second matériaux 3 et 5, et ledit tissu nappé 7 permet notamment de faciliter l'assemblage en nappe. This envelope 6 disposed between the assembly formed by said first and second materials 3 and 5, and said coated fabric 7 in particular to facilitate the assembly sheet.
Cela étant, le dispositif de protection 1 fonctionne de la manière suivante : lorsqu'un choc et/ou une pression est exercé au niveau de ladite structure déformable 2, lesdites cavités ouvertes 4 se déforment et engendrent un écrasement dudit premier matériau 3 au niveau des cavités 4, la déformation provoque le déplacement dudit second matériau 5 dont le fluage varie avec la pression. That being so, the protective device 1 operates in the following manner: when an impact and / or a pressure is exerted on said deformable structure 2, said open cavities 4 deform and cause a crushing of said first material 3 at the level of cavities 4, the deformation causes the displacement of said second material 5 whose creep varies with the pressure.
Il a été observé que la coopération entre ledit premier matériau 3 et ledit second matériau 5 permettait d'obtenir un effet amortisseur très supérieur à celui du premier matériau 3 utilisé seul. It has been observed that the cooperation between said first material 3 and said second material 5 makes it possible to obtain a damping effect that is much greater than that of the first material 3 used alone.
En se reportant à la figure 3, on voit que le dispositif de protection 1 est soumis à une pression extérieure qui provoque la déformation de ladite structure déformable 2. On voit ainsi que la structure 2 s'écrase perpendiculairement à la pression exercée et que les flancs s'arrondissent. La structure 2 revient cependant à sa forme initiale dès que la pression extérieure stoppe. Referring to FIG. 3, it can be seen that the protective device 1 is subjected to an external pressure which causes deformation of said deformable structure 2. It can thus be seen that the structure 2 collapses perpendicular to the pressure exerted and that the flanks round. Structure 2 however returns to its original form as soon as the external pressure stops.
Il est important de signaler que, compte tenu de la forme sensiblement sphérique desdites cavités 4, ladite structure 2 peut se déformer selon toutes les directions et permettre ainsi un bon amortissement des pressions exercées sur ladite structure 2 quelle que soit la direction de ces pressions. It is important to note that, given the substantially spherical shape of said cavities 4, said structure 2 can deform in all directions and thus allow good damping of the pressures exerted on said structure 2 regardless of the direction of these pressures.
En se reportant à la figure 5, on voit que ladite structure déformable 2 est placée au niveau d'un élément rigide 8. Dans cet exemple, un contour 9 de la structure déformable 2 est en chassé dans ledit élément rigide dont les dimensions périphériques internes sont voisines de celles du contour 9 de la structure 2. Referring to FIG. 5, it can be seen that said deformable structure 2 is placed at a rigid element 8. In this example, an outline 9 of the deformable structure 2 is driven into said rigid element whose internal peripheral dimensions are close to those of contour 9 of structure 2.
Ledit élément rigide permet de limiter les déformations dans le plan perpendiculaire au contour 9 lors d'un choc ou d'une pression, ledit Said rigid element makes it possible to limit the deformations in the plane perpendicular to the contour 9 during an impact or a pressure, said
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élément rigide 8, constitué de préférence par un tube cylindrique, est monté de manière flottante, c'est-à-dire que ledit élément rigide 8 se déplace en fonction des mouvements de ladite structure 2. rigid element 8, preferably constituted by a cylindrical tube, is mounted floating, that is to say that said rigid element 8 moves according to the movements of said structure 2.
Le fonctionnement du dispositif de protection 1 comportant une structure déformable 2 associée à l'élément rigide 8 est le suivant : une pression est exercée perpendiculairement au plan contenant le contour 9, cette pression engendre un écrasement de ladite structure 2. Cet écrasement est contenu par les parois internes de l'élément rigide 8, celui-ci étant en effet indéformable ne permet pas une déformation du contour 9 supérieur aux dimensions intérieures dudit élément 8. The operation of the protection device 1 comprising a deformable structure 2 associated with the rigid element 8 is as follows: a pressure is exerted perpendicular to the plane containing the contour 9, this pressure causes a collapse of said structure 2. This crushing is contained by the internal walls of the rigid element 8, the latter being in fact indeformable does not allow deformation of the contour 9 greater than the internal dimensions of said element 8.
Cette variante utilisant ledit élément rigide 8 permet l'utilisation du dispositif de protection 1 pour des charges plus élevées qu'en l'absence de cet élément rigide 8, la contrepartie étant que l'amortissement des chocs ou pressions est diminué. This variant using said rigid element 8 allows the use of the protection device 1 for higher loads than in the absence of this rigid element 8, the counterpart is that the damping of shocks or pressures is reduced.
Comme indiqué précédemment, le dispositif de protection 1 est destiné à l'amortissement de chocs mécaniques. Toutefois, au cours des différents essais réalisés, il a pu être constaté que ledit dispositif de protection 1 constituait également un excellent isolant thermique. As indicated above, the protection device 1 is intended for the damping of mechanical shocks. However, during the various tests carried out, it has been found that said protective device 1 also constituted an excellent thermal insulator.
Ainsi, il a pu être obtenu en utilisant la résine dont les caractéristiques sont exposées dans le tableau précédent, un dispositif de protection dont la conductivité thermique est voisine de 0, 11 à 0,12 wm/kelvin. Thus, it has been possible to obtain using the resin whose characteristics are set out in the previous table, a protection device whose thermal conductivity is close to 0.11 to 0.12 wm / Kelvin.
De même, des essais ont montré que ledit dispositif de protection 1 constituait également un excellent isolant électrique, il a pu être ainsi obtenu en utilisant la résine dont les caractéristiques sont exposées dans le tableau précité un dispositif de protection dont la résistance est supérieure à
109 ohms. Similarly, tests have shown that said protection device 1 also constituted an excellent electrical insulator, it could thus be obtained by using the resin whose characteristics are shown in the table above a protection device whose resistance is greater than
109 ohms.
Il est donc tout à fait envisageable d'utiliser le dispositif de protection 1 comme isolant thermique ou électrique. It is therefore quite possible to use the protective device 1 as thermal or electrical insulation.
A cet effet, de la même manière que lorsqu'il est destiné à l'amortissement de chocs mécaniques, ce dispositif de protection peut être présenté sous tout type de forme et notamment sous forme de panneaux. De For this purpose, in the same way as when it is intended for the damping of mechanical shocks, this protection device can be presented in any type of form and in particular in the form of panels. Of
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plus, compte tenu de la nature de la structure déformable 2, il est aisé d'adapter les dimensions dudit dispositif 1 à l'objet à protéger. moreover, given the nature of the deformable structure 2, it is easy to adapt the dimensions of said device 1 to the object to be protected.
Naturellement, d'autres modes de réalisation, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. Naturally, other embodiments, within the reach of those skilled in the art, could have been envisaged without departing from the scope of the invention defined by the claims below.
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
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ST | Notification of lapse |
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