Brevet FR2043568A1 — publié le 19710219

L'invention concerne des systèmes de sièges pour automobiles, avions et véhicules similaires, et elle concerne plus particulièrement des constructions permettant d'assurer la sécurité des occupants de ces sièges en cas d'accélérations causées par 5 une collision ou, dans le cas des avions, par l'élection, Dans les dispositions connues de sièges de véhicules, il est courant de prévoir un rembourrage pour assurer le confort de l'occupant. Généralement, ce rembourrage est formé de mousses polymères élastiques ou de coussins à ressorts de divers types. Dans 10 des études récentes portant sur les blessures causées dans les accidents d'automobile et dans l'éjection des sièges d^avion* on a trouvé qu'il y a une forte proportion de blessures à la colonne vertébrale, en partie attribuables à la structure du siège. © s*b Sur les avions par exemple, lloccupant du sièges/immobile 15 relativement au siège au moment où l'on allume une charge explosive pour éjecter le siège de la cabine de l'avion. Au moment où le siège commence à accélérer, l'occupant reste momentanément immobile pendant que la matière de rembourrage absorbe le mouvement initial. Une fois que la matière élastomèr'e de rembourrage 20 est complètement comprimée, l'occupant est soumis à une accé-' lération sensiblement plus forte que le siège lui-même, de façon que l'occupant atteigne la vitesse déjà acquise par le siège. Ce surcroît d'accélération applique une tension beaucoup plus grande à la colonne vertébrale de l'occupant et cause dans bien des cas 25 une fracture de la colonne vertébrale. Quand une automobile participe à une collision, tout rembourrage élastique aggrave aussi les forces d'accélérations appliquées à l'occupant du siège. Dans une collision\de plein fouet, par exemple, l'occupant est projeté vers l'avant non 30 seulement par sa propre inertie mais encore .par les forces de décompression du rembourrage du siège. Dans le cas d'une colli sion par l'arrière, le dossier du siège tend à se projeter vers l'arrière, augmentant les forces inhérentes à l'élasticité du coussin et qui causent des accélérations. Il semble que ce soit 35 là l'une des causes principales des blessures dites par "coup de fouet" ou "coup du lapin". On a suggéré de maintenir l'occupant de façon serrée contre un siège et un dossier rigides. Mais un siège rigide est extrême-» ment inconfortable quand on l'occupe un temps assez prolongé. 40 La majeure partie du poids de l'occupant se concentre sur la x 70 18119 2 2043568 région située à proximité immédiate du bassin de l'occupant. La concentration du poids de l'occupant sur ces petites régions peut devenir extrêmement inconfortable» Un siège profilé —c'est-à-dire dont la structure épouse 5 étroitement les contours du corps de l'occupant— peut assurer une distribution plus uniforme du poids sur line grande surface, mais il est rare qu'un siège profilé puisse être conçu de manière à épouser les contours du corps si ce n'est pour un petit nombre de personnes. Si le rembourrage élastique est attrayant c'est 10 parce qu'il peut facilement s'adapter à n'importe quel contour de corps, assurant ainsi une distribution uniforme du poids et l'éli-■ mination des points de. pression. Etant donné qu'il est impossible de prévoir des sièges moulés au contour exact du corps de chaque personne, on considère donc ce rembourrage comme la solution ultime 15 Evidemment, le rembourrage comporte un avantage pour le confort étant donné qu'il se modèle à mesure que l'occupant change de position. Mais au point de vue de la sécurité, comme indiqué plus haut, cette solution est dangereuse. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No, 3.382.511 20 est décrit un coussin de sécurité pour siège éjectable d'avion, ledit coussin étant formé principalement d'une certaine quantité de mastic "rebondissant" à base de silicone, contenue à l'intérieur des parois latérales rigides. Le mastic "rebondissant" de silicone est une matière présentant., du point de vue de sa viscosité, des 25 propriétés de dilatance-et il.est décrit en détail, par exemple, dans le brevet. des-Etats-Unis d'Amérique No, 2,541«851, Ces matière: ont une propriété remarquable, à savoir qu'elles sont sujettes au fluage sous pression mais que, sous, l'action de forces soudaines, leur viscosité augmente jusqu'au point où la matière devient rigide 30 Ainsi, en fait, l'occupant du siège façonne aux contours de son corps la matière à propriétés de dilatance et il en résulte une distribution uniforme du poids. Les parois latérales rigides et le fond rigide du coussin décrit dans le brevet susdit empêchent, la matière de fluer au point de se retirer complètement de dessous l'occupant. Dans le cas où.des efforts sont appliqués soudainement comme pendant l'éjection, la .matière devient rigide - et ne permet pratiquement aucun mouvement de l'occupant par rapport au siège. Le volume de matière nécessaire pour remplir le coussin 40 décrit» dans le brevet susdit est notable et, étant donné le crix 70 18119 3 2043568 relativement élevé de la matière, le coussin est très coûteux, En outre, les parois latérales rigides qui contiennent la matière tendent à être inconfortables pour l'occupant. En conséquence, le but principal de l'invention est de 5 fournir un système perfectionné de siège de véhicule qui élimine les inconvénients et problèmes inhérents à la technique antérieure. En fonction de ce but et d'autres encore, l'invention propose un coussin utilisant les caractéristiques générales de celui qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 10 No, 3.382.511, mais présentant une disposition plus économique et plus confortable. Sous sa forme la plus simple, le système comprend un élément rigide de soutien supporté dans l'espace, un coussin cellulaire de matière élastomère supporté par l'élément rigide de soutien, de multiples cavités traversant lé "coussin cellulaire 15 et une quantité de matière susceptible de fluage et à propriétés de dilatance qui remplit les cavités. Le système convient à la fois aux avions et aux véhicules terrestres et peut servir non seulement dans des bases de siège mais aussi dans des dossiers. La matière cellulaire du coussin a pour effet d'empêcher 20 la matière à propriétés de dilatance de quitter les cavités dans lesquelles elle est placée et permet pourtant à la matière de s'aplatir sous le poids de l'occupant du siège. En outre, quand l'occupant quitte le siège, étant donné l'élasticité de la matière cellulaire, la matière à propriétés de dilatance reflue gra-25 duellement vers sa forme primitive ; le coussin, dans son ensemble, reprend alors sa configuration primitive. Le siège est donc plus confortable pour l'occupant suivant étant donné qu'au moment où il s'assied, il n'y a pas de crêtes ni autres déformations appréciables. En outre, on n'a pas besoin d'une paroi rigide pouvant 30 s'enfoncer dans les cuisses de l'usager. LTaplatissement de la matière à propriétés de dilatance a pour effet d'empêcher la matière cellulaire de produire un effet de catapultage en cas d'accélérations ou décélérations soudaines, La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, 35 donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée-.* La figure 1 montre, vu par dessus,-un coussin de siège fabriqué selon l'invention. ^ La figure 2 est une vue en coupe du coussin suivant la 40 lisne 2-2 de la figure 1 et montre plus en détail-:sa structure. 1811° 2043563 la figure 3 s. est une vup schématique indiquant la position de 1'occupant' sur un siège ordinaire, en position normale» La figure 3b est une vue schématique similaire à la figure 3a et montrant la position du coussin et de l'occupant dans le 5 cas d'une collision de plein fouet,. La figure 4a est une vue schématique indiquant la position de l'occupant d'un siège ordinaire avant une collisi-on par l'arrière. . La figure 4h est une vue similaire à la figure 4a indi— 10 quant la position du siège et de l'occupant lors d'une collision par l'arrière. La figure 5 est une vue de face d'un système de fixation de siège dans un véhicule automobile selon l'invention, et la figure 6 est une nie en coupe suivant la ligne 6-6 15 de la figure 5, montrant le système d'attache plus en détail. On considérera maintenant les dessins sur lesquels les mêmes références désignent des parties semblables ou correspondant-sur toutes les figures ; la figure 1 montre, vu par dessus, une base de siège comprenant un coussin cellulaire 11 de matière élas-20 tomère, par exemple de caoutchouc mousse, contenant de multiples cavités 12, Dans les régions du coussin qui se trouvent normalemen*. à proximité des os du bassin de l'occupant, quand le siège est occupé, il existe une plus forte concentration de cavités 12 que dans les autres régions du coussin. Dans un mode d'exécution préfé-25 ré, on forme les cavités en poinçonnant des trous cylindriques d'environ 12,7 mm de diamètre dans un coussin d'environ. 25,4 mm d'épaisseur. Comme on peut le voir plus clairement sur la figure 2, les cavités 12'sont remplies d'une matière-susceptible de fluage 30 et présentant, du point de vue de sa viscosité, des propriétés de ' dilatance, par exemple d'un mastic "rebondissant" à base de silicone, On a'trouvé que cette matière-, est facilement confinée par : des "mousses ordinaires d'élastomère, que la mousse soit du type à cellules'ouvertes ou à cellules fermées, 35 Afin de protéger les vêtements de l'occupant, il est pré férable de prévoir une couche protectrice 13 au moins sous la matière à propriétés de dilatance et les cavités et, de préférence, sous la totalité du coussin. Si la couche protectrice est formée d'un film-polymère de matière imperméable à la matière à propriété; 40 de dilatance, cette matière ne risque pas de couler sur les vêtemei - 8AD QRiGINAL 70 18119 2043568 de l'occupant. On peut a^ssi prévoir des revêtements appropriés d'étoffe. Sous le coussin cellulaire 11 est placé un élément rigide de soutien 14, par exemple de métal ou de matière plastique rigide, assurant le soutien du coussin et de son occupant. Pour 5 assurer un meiller confort à l'occupant, l'élément rigide d'appui peut être profilé préalablement de manière à épouser généralement la forme des fesses humaines. En service, lorsque l'occupant est assis sur le coussin, la matière cellulaire s'écrase sous le poids de l'occupant et la 10 matière à propriétés de dilatance flue graduellement pour épouser la forme des fesses de l'occupant et assure un soutien pratiquement uniforme. Dans le cas d'accélération soudaines, par exemple de collision ou d'éjection d'un siège d'avion, la matière à propriétés de dilatance se solidifie et empêche le mouvement relatif de l'occu-15 pant et du siège. Les raisons pour lesquelles la rigidité du siège est souhaitable se voient plus clairement sur les figures 3a et 3b et les figures 4a et 4b. Sur la figure 3a, on a représenté la base et le dossier 20 d'un siège ordinaire comprenant un cadre rigide par-dessus lequel est disposée une couche élastique 17. Un occupant 18 est représenté dans une position assise normale où il est retenu par une ceinture de sécurité 19« le bassin 21 de l'occupant est indiqué dans sa position normale. 25 On considérera maintenant la figure 3b ; elle montre la po sition de l'occupant lors d'un choc par l'avant, par exemple d'une collision de plein fouet, l'occupant .18 est soumis à une forte accélération vers l'avant par la matière élastique 17 du dossier. En outre, par suite des forces exercées-par le véhicule sur l'oc-30 cupant, le bassin de celui-ci s'engage sous la ceinture 19 ce qui cause une forte compression de l'abdomen et une courbure notable de la colonne vertébrale 22. Dans ces conditions, il existe un danger notable de blessures à l'abdomen et à la colonne vertébrale . 35 L'occupant représenté à la figure 4a est assis en position normale sur un siège d'automobile qui comporte un coussin de base 23, un coussin de dossier 24 et un appuie-tête 26. Comme le montre la figure 4b, lors d'une collision par l'arrière, le dossier 24 et l'appuie-tête 26 sont projetés vers l'arrière par les forces l 40 d'accélération et l'occupant est poussé brusquement vers l'arrière, 70 '.8119 s 2043568 24 comprimant le rembourrage élastique du dossiea^ Dans ces condi>-tions, il est fréquent que l'appuie-tête 26 se brise et le dossier 24 pou"- même atteindre le siège arrière 27. lorsque le dossier 24 et son rembourrage élastique reprennent leur position, l'occupant 5 du s*\ège est à nouveau projeté vers l'avant de sorte que sa colonne vertébrale subit le "coup du lapin". En prévoyant comme coussins, aussi bien dans la base que dans le dossier, une-structure comme celle*montrée aux figuree 1 et 2, on élimine pratiquement la compression et la décompression 10 de la matière élastique, Afin d'empêcher les effets de "coup du lapin" produits par le dossier, il faut préférer une disposition comme celle que montrent les figures 5 et 6 de manière à supporter rigidement en place l'élément de soutien du siège, l'élément de soutien rigide 14 et le coussin 11 sont généralement situés dans 15 deux plans qui se coupent, l'un pratiquement vertical et l'autre pratiquement horizontal, formant ainsi aussi bien le dossier que la base du siège. Comme le montrent ces figures, un cadre rigide 28 fixé au châssis 29 du véhicule est prévu tout autour du siège, en position pratiquement parallèle à celui-ci. Plusieurs barres 20 de renforcement 31 sont soudées au cadre 28 et traversent horizontalement le dossier. Le cadre 28 peut être similaire, par exemple à la barre anti-roulis bien connue pour automobiles. Grâce au cadre rigide, l'action de cinglement du dossier est éliminée et le risque de voir le siège se détacher en cas de choc est réduit au minimum. 25 Le coussin pratiquement rigide- élimine toutes forces d'accélération causées par le coussin, comme indiqué plus haut. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et l'on pourrait les modifier, notamment par substi-• • tution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de 30 l'invention. 8AD0R 70 18119 204356e 7 EEVEHDÏCATIONS 1« Système de siège de véhicule, comportant s un élément rigide de soutien supporté dans l'espace j un coussin cellulaire de matière élastomère supporté par l'élément rigide de soutimi^ 5 de multiples cavités définies par le coussin cellulaire et traversant au moins la majeure partie de celui-ci ; une matière susceptible de fluage et à propriétés de dilatance, remplissant les cavités ; et une couche protectrice couvrant les cavités. 2, Système selon la revendication 1, dans lequel la matière 10 à propriétés de dilatance est un mastic rebondissant à base de silicone» 3. Système, selon la revendication 1, dans lequel la couche protectrice comprend une charge polymère pratiquement imperméable à la matière à propriétés de dilatance. 15 4. Système selon la revendication 3? dans lequel la couche' protectrice comprend, en outre, un revêtement d'étoffe appliqué par-dessus le coussin* 5. Système selon la revendication 1, dans lequel l'élément rigide de soutien est préalablement profilé de manière à épouser 20 généralement la forme des fesses. 6. Système selon la revendication 1, dans lequel les cavités sont placées seulement dans les régions du coussin qui se trouveront normalement à proximité des os du bassin de l'occupant, quand le siège est occupé, 25 7.. . Système selon la revendication 1, dans lequel il existe, dans les régions du coussin qui se trouvent normalement à proximité des os du bassin de l'occupant, une plus forte concentration de cavités que dans les autres régions du coussin, 8, Système selon la revendication 1, dans lequel l'élément 30 rigide de soutien et le coussin sont tous deux situés généralement dans deux plans qui se coupent, l'un pratiquement vertical et l'autre pratiquement horizontal, formant ainsi à la fois une base de siège et un dossier de structure similaire. 9, Système selon la revendication 8, dans lequel le dossier 35 est fixé rigidement au châssis du véhicule, 10, Système selon la revendication 9> dans lequel le châssis du véhicule comprend des éléments de renforcement pratiquement verticaux, pratiquement parallèles au dossier du siège et auxquels ledit dossier est fixé, AO 11• Système selon la revendication 1, dans lequel le siège est ^ n 1-1 ai ôrfo D'iofha'hl p ri' airi nu. eADORIGîNAL