Brevet FR2197129A1 — publié le 19740322

Cette invention concerne un amortisseur comportant un corps métallique en forme de colonne creuse qu'on utilise par exemple dans les automobiles et qui est déformé lui-meme (déformation plastique) et sert donc à réduire ou à annuler les effets des chocs des automobiles par exemple. On a jusqu'ici proposé,pour annuler ou réduire les effets des chocs ou vibrations,différents procédés comme1 par exemple,un procédé selon lequel le choc est neutralisé par la déformation élastique de ressorts, un procédé selon lequel l'énergie du choc est absorbé par la destruction de matériaux fragiles qui sont sacrifiés, un procédé selon lequel on utilise la force de freinage produite par l'écoulement d'un liquide contenu dans un cylindre à travers des passages calibrés étroits, un procédé selon lequel on utilise la compressibilité des gaz, un procédé selon lequel l'énergie de choc est aborbée par la déformation sous l'effet de la compression de diverses substances expansées, et un procédé selon lequel l'énergie de choc est absorbée par la déformation plastique de substances plastiques. Parmi les procédés mentionnés ci-dessus, on préfère ceux qui utilisent des amortisseurs qui peuvent absorber doucement le choc et qui peuvent se déformer eux-m & es alors que la force produisant la déformation demeure relativement faible et sensiblement constante pendant un long laps de temps, surtout dans le cas où il faut éviter des influences secondaires dues à la répulsion élastique des amortisseurs dans le cas des amortisseurs pour automobiles par exemple. On considère donc que le procédé utilisant la déformation par compression ou déformation plastique est particulièrement intéressant. Parmi les procédés mentionnés ci-dessus, on connaît un procédé selon lequel on utilise un amortisseur comportant un corps métallique en forme de colonne creuse qui peut entre déformé (déformation plastique) sous l'effet d'une force de compression appliquée parallèlement à la direction longitudinale de la colonne creuse métallique de l'amortisseur.Cet amortisseur présente les avantages suivants : on peut régler l'amortisseur de telle façon qu'il se déforme sous l'effet d'une force de compression choisie en réglant l'épaisseur du métal à utiliser et la dimension de la section perpendiculaire à la direction de la charge (ladite dimension de la section sera appelée plus loin "section"), et on peut ajuster la quantité d'énergie absorbée en réglant la longueur de la face parallèle à la direction de la charge de compression (on appelera plus loin ladite longueur de la face "longueur"). Toutefois, si l'on augmente la longueur du tube creux en vue d'absorber une quantité plus grande d'énergie, l'amortisseur subit inévitablement à l'étape initiale de compression une déformation telle qu'il est gauchi et fléchi dans la partie centrale de la longueur. Lorsque le corps en forme de colonne creuse subit cette déformation sous forme de flexion mentionnée ci-dessus, la résistance à la compression est nettement abaissée et l'amortisseur se trouve privé du rôle qui lui est imparti,à savoir réduire ou annuler les effets des chocs ou vibrations. Il est donc souhaitable de mettre au point un procédé dans lequel on puisse utiliser un corps en forme de colonne creuse qui soit aussi long que possible et qui ne slibìsse pas cette déformation sous forme de flexion mentionnée ci-dessus. Par ailleurs, un corps métallique creux quton a obtenu en traitant une plaque métallique plate pour la mettre en forme d'un corps cylindrique creux ou en soumettant un métal à l'extrusion de façon à obtenir un corps en forme de colonne creuse, pose le problème suivant : ce corps métallique présente une limite élastique élevée au moment où débute la déformation par compressio.. Lorsque la déformation a commencé, la force de déformation s'abaisse à environ la moitié ou les deux tiers de la valeur initiale, et la déformation par compression progresse avec cette force de défarmation qui s'abaisse sensiblement jusqu'à la fin de la compression. Un amortisseur qui présente ainsi un effort de déformation élevé à l'étape initiale de la compression, communique un choc puissant et par là-meme n'est pas souhaitable pour assurer la protection de l'automobile par exemple ou de aW 2cbili8te-. Pour neutraliser ce phénomène, on a donc propose un procédé dans lequel le corps creux est non pas constitué d'ne plaque métallique plate mais d'une plaque métallique ondulée présentant des sillons ondulés (analogues aux rides laissées sur le sable des plages) dans une direction parallèle à la direction de la charge de compression. Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient que le traitement est complexe si bien qu'un dispositif susceptible de jouer le même rôle, mais plus simple à fabriquer, est souhaitable. Actuellement, le procédé prdferé de production d'un corps métallique creux est le procédé dit procédé d'extrusion. Etant donné que le corps creux extrudé sous forme d'un long article peut titre coupé à la longueur désirée, ce corps creux extrudé a dé été utilisé comme amortisseur pour les automobiles. Toutefois, dans ce cas également, le problème de la déformation (flexion) déjà mentionné ainsi que le problème d'un effort de déformation très élevé au début de la déformation sont nécessairement soulevés, et il est souhaitable de pouvoir régler ces problèmes. Selon la présente invention, il est fourni un amortisseur comprenant un corps en forme de colonne creuse métallique, caractérisé en ce que les portions terminales du corps en forme de colonne creuse métallique ont été soumises à un traitement qui abaisse leur résistance mécanique suivant la direction périphérique. Autrement dit, selon la présente invention, seules les portions terminales d'un corps en forme de colonne creuse obtenu par extrusion d'un métal ou par fabrication d'une plaque métallique plate, sont tout simplement soumises à un traitement permettant d'abaisser la résistance mécanique du corps creux au niveau desdites portions, si bien qu'on réussit à améliorer le corps creux par le fait qu'on augmente nettement sa longueur sans provoquer la déformation sous forme de flexion, et que l'effort de déformation au début de la compression dans la direction axiale est rendue sensiblement identique à la force provoquant la dâformation par compression qui se poursuit ensuite. On peut employer divers procédés pour le traitement qui abaisse la résistance mécanique et qui est appliqué aux portions terminales du corps métallique en forme de colonne creuse. L'idée fondamentale sur laquelle repose ledit traitement est qu'on abaisse la résistancê mécanique des portions terminales du corps en forme de colonne de façon à ce que la déformation locale par compression s'amorce au niveau des portions terminales sous l'application d'une force plus faible que la force qui provoque la déformation ou flexion dans la portion centrale du corps en forme de colonne, si bien qu'on obtient en meme temps l'effet d'abaissement de la forme de déformation au moment où s'amorce la déformation. En conséquence, il existe certains procédés permettant d'abaisser la limite élastique des portions terminales du corps creux métallique, comme par exemple un procédé selon lequel on amincit progressivement l'épaisseur de la paroi métallique des portions voisines des portions terminales en direction des portions terminales, un procédé selon lequel on découpe des trous ou fentes dans la paroi métallique dans les portions voisines des portions terminales, ou un procédé selon lequel on forme un ou plusieurs sillons ondulés dans chaque portion terminale de la paroi métallique. On peut employer ces procédés en combinaison ou non. De toute façon, l'idée fondamentale mentionnée ci-dessus est commune à tous ces procédés. Les modes opératoires adoptés pour mettre en oeuvre les procédés mentionnés ci-dessus ne se limitent pas particulièrement des traitements mécaniques. Si l'on applique ledit traitement sur toute la longueur du corps creux, il est impossible d'empécher la déformation (flexion) dans la portion centrale du corps creux. Dans le cas d'un corps creux ayant une section cylindrique, des trous ou entailles sont découpés dans la paroi métallique Si bien que ces trous ou entailles sont répartis uniformément le long de la périphérie. Cette distribution uniforme est importante car elle est à l'origine d'une déformation unciforme. Dans le cas d'un corps creux & section polygonale, des trous ou entailles sont formés de telle façon qu'ils se trouvent répartis uniformément sur chaque face.Lorsque das entailles sont formées suivant la direction périphérique dans les portions formant arêtes, le corps creux présente un état de déformation satisfaisant. Les dimensions et le nombre des trous ou entailles et la distance qui les sépare des portions terminales varient selon l'épaisseur du corps creux métallique, de la dimension et de la forme de la section du corps creux et du type de métal utilisé, mais on doit déterminer ces variables & RTI ID=4.7 HE=6 WI=13 LX=1004 LY=1811 On n'observe aucun changement dans l'effet d'absorption des chocs mime lorsque le traitement d'abaissement de la résistance mécanique mentionné ci-dessus est appliqué à une seule extrémité du corps creux ou à ses deux extrémités. Du point de vue fiabilité, il est toutefois souhaitable d'appliquer le traitement aux deux extrémités.S'il existe des limitations telles que le traitement ne puisse pas entre appliqué aux deux extrémités mais à une seule extrémité, il est préféragle d'appliquer le traitement à l'extrémité qui est soumise aux effets des chocs ou vibrations Selon la présente invention, on a assisté à l'avènement des produits d'extrusion et de corps métalliques similaires en forme de colonne creuse ayant des surfaces lisses qui constituent des amortisseurs à caractéristiques excellentes, et on les utilise largement comme amortisseurs pour automobiles et autres véhicules de transport. Comme mentionné précédmment, l'idée fondamentale de la présente invention concerne le cas des corps creux métalliques. Toutefois, on peut remplir de résine ou de métal expansé (comme par exemple l'uréthanne ou l'aluminium expansé) les corps métalliques creux qu'on a soumis préalablement au traitement selon la présente invention, si bien qu'on peut ainsi améliorer encore le rendement gravimétrique ou volumétrique d'absorption d'énergie des corps creux. On va illustrer maintenant la présente invention avec référence aux exemples, mais le cadre de l'invention n'est pas limité aux exemples. à xB I On soumet/la déformation par compression un tube du type utilisé dans les canalisations électriques (diamètre 51 mm, épaisseur 1,6 mm) produit à partir d'un feuillard d'acier SPT 1, dont les normes E.U.A. sont JIS G 3132 (feuillard d'acier au carbone laminé à chaud pour tuyaux et tubes), si bien que l'effort de déformation au début de la déformation a une valeur voisine de 9 tonnes, et la déformation se poursuit avec une charge voisine de 6 tonnes. La limite de la longueur du tube du type canalisation électrique qu'on peut déformer par compression sans provoquer de déformation (flexion) dans sa portion centrale est voisine de 300 mm. A chaque extrémité du tube du type canalisation électrique mentionné plus haut, on perce six trous de 9 mm de diamètre qui sont répartis uniformément dans la portion périphérique à une distance de 15 irna de l'extrémité. Ensuite, on soumet le tube à une déformation par compression, si bien que l'effort de compression au début de la déformation s'abaisse à environ 6 tonnes, et la déformation se poursuit ensuite avec une charge voisine de 5,3 tonnes. Ensuite, lorsqu'on soumet les deux extrémités du tube du type canalisation électrique en question & un traitement destiné à abaisser la résistance mécanique, on peut augmenter la longueur et la porter à environ 900 mm sans qu'il se produise de flexion dans la portion centrale. EXEMPLE 2 On fait subir une déformation par compression à un conduit carré en acier (ónduiten acier soudé utilisé en construction et ayant en section droite les dimensions suivantes : 50 mm x 50 mm, et une épaisseur de 2,3 mm), de telle sorte que effort de déformation au début de la déformation a une valeur voisine de 20 tonnes, et la déformation se poursuit ensuite avec une charge voisine de 10 tonnes. La longueur limite du conduit carré en acier qu'on peut déformer par compression sans provoquer aucune déformation sous forme de flexion dans sa portion centrale est voisine de 500 nain. A chaque extrémité dudit conduit carré en acier, on forme une inclinaison linéaire Si bien que l'épaisseur du conduit décroft progressivement depuis un point situé à une distance de 6 mm de l'extrémité jusqu'à l'autre extrémité du conduit. On forme cette inclinaison par raclage du conduit en direction de l'intérieur. L'épaisseur du conduit en un point situé à une distance de 6 mm de l'extrémité est de 2,3 mm, et on cherche à ce que l'épaisseur à l'extrémité devienne voisine de zéro. On applique le m & e traitement que ci-dessus aux autres faces du conduit carré. Après lui avoir fait subir ce traitement, on soumet le conduit à une déformation par compression, si bien que l'effort de déformation au début de la déformation s'abaisse à environ 13 tonnes, et la déformation se poursuit ensuite avec une charge voisine de 10 tonnes. Ensuite, lorsqu'on soumet ainsi les deux extrémités du conduit carré en acier au traitement destiné à abaisser la résistance mécanique, on peut augmenter la longueur et la porter à environ 900 mm sans qu'il se produise de déformation sous forme de flexion dans la portion centrale. EXEMPLE 3 On fait subir une défolPation par compression à un conduit carré obtenu par extrusion d'un alliage d'aluminium du type Al-Mg-Si (Alliage d'aluminium connu sous la norme américaine 6063, dimensions en section droite : 50 mm x 50 mm, épaisseur 3,0 mm), Si bien que l'effort de déformation au début de la doformation présente une valeur voisine de 13 tonnes, et la déformation se poursuit ensuite avec une charge voisine de 6,5 tonnes. La longueur limite dudit conduit carré qui peut titre déformé par compression sans qu'il se produise de déformation sous forme de flexion dans la portion centrale est voisine de 300 rmn. A chaque extrémité du conduit carré en alliage d'aluminium dont nous venons de parler, on forme une inclinaison linéaire de la meme manière que dans l'Exemple 2 dans la direction allant d'un point situé à une distance de 6 mm de l'extrémité à l'extrémité du conduit. En outre sur une ligne périphérique en un point situé & une distance de 15 mm de l'extrémité, on forme 'des trous et des entailles dans le conduit au moyen d'une perceuse et d'une scie. On perce les trous dans les quatre faces du conduit, Si bien qu'on forme un trou de 5 mm de diamètre au centre de chaque face ayant 50 mm de large.On forme les entailles en appliquant la scie sur l'arête du conduit de façon A former une entaille sur les deux faces de 10 mm chacune, et de façon à obtenir ces entailles. la scie fait avec les deux surfaces un angle de 45. Les entailles formées par ladite scie ont 1 mm de large. Les entailles mentionnées ci-dessus sont formées dans les quatre portions angulaires sur la ligne périphérique située à une distance de 15 mm de l'extrémité du conduit. Après le traitement ci-dessus, on fait subir au conduit une déformation par compression, si bien que l'effort de déformation au début de la déformation se trouve abaissé & environ 9,6 tonnes, et la déformation se poursuit ensuite avec une charge d'environ 7 tonnes. En outre, lorsqu'on soumet ainsi les deux extrémités du conduit carré en alliage d'aluminium au traitement qui abaisse sa résistance mécanique, on peut augmenter la longueur et la porter & environ 900 mm sans provoquer aucune défprnation (flexion) dans la portion centrale. REVENDICATIONS 1. Amortisseur comprenant un corps métallique en forme de colonne creuse, caractérisE en ce qu'on a fait subir à l'une des portions terminales ou aux deux portions terminales du corps en forme de colonne un traitement destiné à diminuer sa résistance mécanique suivant la direction périphérique. 2. Amortisseur selon la revendication l, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement destiné à diminuer la résistance mécanique de telle manière que la paroi métallique s'amincisse progressivement des portions voisines des portions terminales aux portions terminales du corps en forme de colonne. 3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement destiné à abaisser la résistance mécanique de telle manière qu'on forme des trous ou des entailles repartis oniformnent dans la paroi métallique uniquamant dans les portus voisines des portions terminales. 4. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement destiné à diminuer la-résistance mécanique de telle manière qu'on forme seulement un ou plusieurs sillons ondulés dans chaque portion terminale de la paroi métallique. 5. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique le traitement destiné à diminuer la résistance mécanique aux deux portions terminales du corps en forme de colonne. 6. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on remplit le corps en forme de colonne creuse d'une résine expansée ou d'un métal expansé.