Brevet FR2129258A1 — publié le 19721027

y \ 2129258 On connaît déjà certaines structures, qui sont déformables plastiquement, et dont la déformation éventuelle est utilisée aux fins d'absorber l'énergie cinétique d'un corps en mouvement relatif par rapport à ladite structurée 5 C'est ainsi, par exemple, quTon connaît des dispo sitifs absorbeurs d'énergie, qui équipent certains ascenseurs et en permettent le freinage en cas d'avaries des moyens de manoeuvre habituels. Ces dispositifs comportent des bandes de matériaux plastiques, repliées sur elles-mêmes en une boucle et susceptibles 10 d'être dépliées au niveau de ladite boucle sur leur longueur complète. L'énergie nécessaire au freinage est développée au cours des pliages et dépliages opérés pendant le déplacement de la boucle le long de la bande correspondante. Toutefois, les structures déformables précitées 15 sont utilisées en ne mettant les fibres du matériau plastique principalement qu'en traction. Ce type de structures nvest donc pas capable d'être choisi pour absorber lténergie des chocs de compression, ou de chocs analogues, qui sont susceptibles de se produire, notamment, dans les véhicules automobiles au cours 20 d'accidents de circulation. C'est un premier but de l,invention que de proposer une structure déformable capable de travailler en absorbant l'énergie développée au cours dvun choc de compression. L'invention a également pour objet des dispositions particulières, qui renforcent 25 l'efficacité des structures connues antérieurement. L'invention a donc pour objet une structure déformable, adoptable notamment dans des dispositifs de sécurité, comportant un corps rigide sensiblement indéformable et un élément déformable plastiquement constitué par au moins une nappe généralement allongée, 30 dont une première extrémité est fixée sur ledit corps, et qui est pliée une fois sur elle-même en une boucle la retournant sensiblement de cent quatre-vingts degrés d'arc, cette structure comportant en outre un guide de pliage de ladite boucle solidaire dudit corps. 35 La boucle est disposée entre ledit guide de pliage et la deuxième extrémité de l'élément, cependant qu'un guide complémentaire de l'élément déformable est disposé entre ladite boucle et ladite deuxième extrémité. 71 09838 2 2129258 En outre, l'élément déformable est avantageusement constitué par au moins deux nappes en matériau doué de plasticité, dont deux faces en regard sont appliquées l'une contre l'autre. Lorsque les deux nappes possèdent des épaisseurs 5 différentes, la nappe de plus faible épaisseur est disposée à l'intérieur de la boucle» Par ailleurs, une zone de collage au moins est ménagée entre lesdites faces en regard des deux nappes. C'est ainsi qie, préférentiellement, plusieurs zones 10 de collage distinctes sont ménagées entre les deux dites faces et constituent, chacune, une zone sensiblement ponctuelle. De plus, les deux nappes sont initialement assemblées avec avantage par au moins un point de soudure. En outre, l'une au moins des nappes déformables est 15 disposée dans au moins une enveloppe munie d'entailles constituant des amorces de rupture. Cette enveloppe peut être tubulaire et posséder une section droite polygonale, les entailles étant disposées le long d'au moins une des génératrices de ladite enveloppe passant par 20 les sommets de ladite section droité. De manière connue en soi, le guide de pliage est, au moins partiellement, constitué par deux faces convergeant dans le sens aval de la boucle par rapport au guide complémentaire. Par ailleurs, l'élément comporte préférentiellement 25 deux nappes ou groupes de nappes dont les boucles sont courbées en deux sens opposés. Enfin, en un mode avantageux de réalisation, le corps est constitué par une enveloppe tubulaire à section droite rectangulaire, cependant que le guide de pliage est lui-même 30 constitué par une enveloppe, au moins partiellement tubulaire, à section droite carrée et assujettie par deux de ses faces aux faces internes du corps, qui correspondent aux grands côtés de la section rectangulaire. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques 35 secondaires ainsi que leuis avantages apparaîtront,au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. 71 09838 3 2129258 Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif<> Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels : 5 - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une structure conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe selon ICI-III de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective d'un élément 10 constitutif de la structure de la figure 1; - la figure 5 est une coupe longitudinale d'une variante de structure conforme à l'invent-iono La figure 1 représente un longeron d'un véhicule automobile, étant entendu que l'invention est applicable à 15 d'autres structures, telles que des attaches de pare-chocs, ou les extrémités avant et arrière d'un véhicule, ou encore la constitution de la colonne de direction d'un véhicule, ceci, dans le seul domaine de la construction automobile. Le longeron est constitué par un corps rigide 1, 20 sensiblement indéformable, et réalisé en un caisson creux allongé, en tôle, de section rectangulaire de petits côtés 1a et de grands côtés 1b> Sur la face externe de l'extrémité 1£ de ce caisson, est disposé un collier de renforcement locaïf 2. Par ailleurs, un guide de pliage interne 3 est lui-25 même constitué par une enveloppe tubulaire, de section carrée, dont deux faces 3a sont assujetties aux faces internes des grands côtés 1b du corps 1 » De ce fait, les deux autres faces 3b du guide de pliage 3 sont écartées des faces des petits côtés 1a du corps 1, et ont une de leurs extrémités recourbées, en 3c, de 30 manière à être en appui sur les faces internes desdits côtés 1a du corps 1. L'autre extrémité des faces 3b du guide 3 s'évase vers l'extrémité 1e_ du corps 1, dont est solidaire le collier 2, et rejoint les faces internes des petits côtés 1a dudit corps 1, sur lesquelles elle est en appui, avant d'être recourbée vers 35 l'extérieur en une boucle 3d sur le collier 2. 71 09838 2129258 Un élément déformable plastiquement est alors fixé sur l'extrémité 1£ du corps 1. Cet élément est constitué généralement par une nappe allongée, tubulaire ou plane, et, dans l'exemple représenté, est constitué par un empilage de six bandes 5 de tôles, deux à deux d'épaisseurs égales, les bandes de grande épaisseur 4 étant disposées face à face au centre de l'empilage. On trouve ensuite, par ordre d'épaisseurs décroissante^ les bandes 5 de part et d'autre des bandes 4, puis les bandes 6, de plus petite épaisseur à l'extérieur de l'empilage. A l'une des extrémités 10 de cet empilage, les bandes sont recourbées de part et d'autre du plan médian, en deux S distincts et symétriques par rapport audit plan médian. Une boucle 7 de chaque S est introduite dans l'évidement de l'extrémité 1£ du corps et comporte la bande 6 de plus petite épaisseur en son intérieur. Quant aux bcœles ô 15 des deux S, elles sont en appui sur l'extrémité 1£ du corps 1, et sur la boucle 3d d'extrémité du guide 3, qu'elles recouvrent. On notera qu'en fait, les bandes de tôle 4 et 5 sont disposées à l'intérieur d'un fourreau de section rectangulaire dont deux des faces sont constituées par les bandes 6 elles-mêmes 20 qui sont partiellement réunies par des bandes latérales 9« On précisera à cet effet qu'une entaille, amorce de rupture, est constituée par une saignée 10 de petit rayon de'courbure, ménagée dans chaque bande 6, au niveau de la face interne de ladite bande, à ses raccordements avec les bandes latérales 9. Les bandes 25 latérales 9 sont bien entendu interrompues, en une extrémité 9a disposée avant les boucles 7, afin de permettre précisément la constitution desditss boucles. On remarquera également que l'extrémité libre des bandes 4, 5 et 6 est contenue dans un manchon 11 apte à trans-30 mettre des efforts de compression auxdites bandes, dans le sens de la flèche F, et par leur intermédiaire au corps 1 du longeron. De plus, un guide complémentaire des bandes 4, 5 et 6 est disposé entre les boucles 7 et le manchon 11 et est constitué par une lumière 12 ménagée dans une pièce 13, qui est en appui sur, et 35 solidaire de l'extrémité 1£ du corps 1. On notera qu'un film adhésif, constitué de préférence par une pluralité de zones sensiblement ponctuelles de collage, est initialement disposé avec avantage entre les faces en regard -j ^ 2129258 des bandes 4, 5 et 6. De même, lesdites bandes sont initialement avantageusement réunies par des points de soudure■ Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 5, le guide de pliage est en fait constitué par des bandes épaisses 14, rapportées par soudure par exemple, sur les faces internes des petits cotés la du corps 1» Les bandes 14 comportent un amincissement l4_a, qui leur permet de rejoindre les faces internes des cotés la, au niveau de l'extrémité l£ du corps 1„ On notera d'ailleurs que la partie terminale de l'extrémité l£ constitue une patte ld, sur laquelle sont fixées, par des vis 15, les bandes 4, 5 et 6a. On aura, à ce sujet, remarqué que les bandes externes de l'empilage sont, dans la réalisation de la figure 5, repérées et se distinguent des bandes 6 précédentes, essentiellement, en ce qu'elles sont indépendante^ et ne délimitent en particulier pas un 2= fourreau., comme le faisaient les bandes 6 et 9» Les avantages des structures, qui viennent d'être décrites, vont maintenant être exposés» Tout d'abord, on obtient l'absorption d'énergie dans le déplacement des boucles Jdes bandes déformables 4, 5 et 6, 20 ou 6a, qui, ayant été prépliées, sont effectivement déformées au niveau desdites boucles f, lorsqu'un effort important tend à rapprocher le manchon 11 du corps 1 On remarquera que ledit effort agit dans le sens de la flèche F et a tendance, bien entendu,à comprimer les fibres des bandes déformables, mais aussi, éventuelle-2r ment, à provoquer un flambage desdites bandes. La lumière 12 maintient cependant les bandes et en évite le flambage précité. Par ailleurs, le guide de pliage 3 présente une section décroissante pour le passage des boucles 7 et, par ce moyen, conduit à l'obtention d'une progressivité satisfaisante de y l'absorption de l'énergie. On notera également que l'énergie est absorbée concomitamment, dans 3e pliage des oandes déformables au niveau des boucles J, et dans plusieurs autres processus, qui complètent l'effet dudit pliage. ^ C'est ainsi que la différence des rayons de courbure moyens des bandes 4, 3 et 6 ou 6a, dans la zone des boucles 7, et la pluralité desdites bandes, a pour conséquence un glissement avec frottement entre les faces en contact, et par suite une absorption com 71 09838 6 21292S8 plémentaire d'énergie. De la même manière, une certaine partie d'énergie est absorbée au cours du décollage, et/ou de la rupture des points de soudure qui réunissent initialement deux bandes en regard l'une de l'autre, 5 Par ailleurs, le fait d'avoir disposé l'empilage des bandes dans un fourreau facilite évidemment la transmission des efforts de compression. On remarquera que le déchirage dudit fourreau le long des saignées , amorces de rupture, permet également une certaine absorption d'énergie. De plus, la position choisie pour 10 les saignées 10 permet aux bandes 6 de participer au pliage dans la zone des boucles 7, sans faire obstacle audit pliage. C'est pour la même raison que les bandes 6 dr plus petite épaisseur ont été disposées à l'intérieur des boucles J, afin de faciliter le pliage et de faire travailler le matériau des bandes 4, 5 et 6, ou 6a, à des taux de travail sensiblement égaux pour les différentes bandes. Quant à la constitution même du corps 1 et du guide de pliage 3 représentés sur la ligure 1, elle correspond à une réalisation concomitamment légère et résiSbante„ Cette réalisation 20 n'est pas la seule à permettre une absorption d'énergie, et peut notamment avoir une variante telle que celle de la figure 5. Ctinotera encore que les structures déformables, conformes à l'invention, possèdent, outre la caractéristique d'absorber l'énergie, la propriété de procurer un effacement progressif du manchon 11 25 devant l'objet qui le pousse>ce qui est intéressant pour préserver les constitutions, aussi bien dudlt manchon, que dudit objet. Ceci augmente encore la valeur des strucrures correspondantes du point de vue de la sécurité, notamment- lorsque l'objet susceptible de pousser le manchon 11 est- un être humain, qui prend appui, par 30 exemple, sur le volant d'une colonne de direction de véhicule. L'invention n'est pas limitée aux réalisations qui viennent d'être décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur asprit, 71 09838 7 2129258 REVENDICATIONS 1. Structure déformable, adoptable notamment dans des dispositifs de sécurité, comportant un corps rigide sensiblement indéformable et un élément déformable plastiquement constitué par au moins une nappe généralement allongée dont une première extrémité est fixée sur ledit corps et qui est pliée une fois sur elle-même en une boucle la retournant sensiblement de cent-quatre-vingts degrés d'arc, cette structure comportant en outre un guide de pliage de ladite boucle solidaire dudit ccrps, caractérisée en ce que la boucle est disposée entre ledit guide de pliage et la deuxième extrémité de l'élément, et en ce qu'un guide complémentaire de l'élément déformable est disposé entre ladite boucle et ladite deuxième extrémité. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en outre l'élément déformable est constitué par au moins deux nappes en matériau doué de plasticité dont deux faces en regard sont appliquées l'une contre l'autre. 3* Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux nappes possèdent des épaisseurs différentes, la nappe de plus faible épaisseur étant disposée à l'intérieur de la boucle. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3» caractérisée en ce qu'au moins une zone de collage est ménagée entre lesdites faces en regard des deux nappes» 5. Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce que plusieurs zones de collage distinctes sont ménagées entre les deux dites faces et constituent, chacune, une zone sensiblement ponctuelle. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 2 à 5) caractérisée en ce que les deux nappes sont initialement assemblées par au moins un point de soudure. 7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'en outre, l'une au moins des nappes déformables est disposée dans au moins une enveloppe munie d'entailles constituant des amorces de rupture. 8. Structure selon la revendication 7> caractérisée en ce que l'enveloppe est tubulaire et possède une section droite 71 09838 8 2129258 polygonale, les entailles étant disposées le long d'au moins une des génératrices de ladite enveloppe passant par les? sommets de ladite section droite « 9» Structure selon l'une quelconque des revendi-5 cations précédentes, caractérisée en ce qu'en outre, de manière connue en soi, le guide de pliage est, au moins partiellement,, constitué par deux faces convergeant dans le sens aval de la boucle par rapport au guide complémentaire » 10. Structure selon l'une quelconque des revendica-10 tions précédentes, caractérisée en ce que l'élément est constitué par deux nappes eu groupes de nappes dont les boucles sont courbées en deux sens opposés» 11 » Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps est constitué 15 par une enveloppe tubulaire à section droite rectangulaire, cependant- que le guide de pliage est lui-même constitué par une enveloppe, au. moins partiellement tubulaire, à section droite rectangulaire et assujettie par deux de ses faces externes à deux faces internes opposées du corps»