Brevet FR2276413A1 — publié le 19760123

La présente invention se rapporte aux matériaux textiles, plus précisément aux rubans tissés. Cette invention peut trouver un emploi particulièrement efficace pour les ceintures de sécurité des conducteurs et passagers de moyens de transport, par exemple d'automobiles. Toutefois, les rubans tissés selon l'invention peuvent être employés comme moyen de support de charges lors de leur chargement, quand il est nécessaire de contrler les conséquences de surcharges pouvant causer la casse des rubans porte-charges. On sait que les ceintures de sécu-rité pour les conducteurs et passagers ont trouvé un large emploi dans le transport automobile et sont treks efficaces, car elles réduisent considérablement la gravité des conséquences et le nombre de cas mortels au cours d'accidents. Cependant, la capacité du ruban, compris dans la ceinture de sécurité, de supporter effort de traction cosidéra1b1e et d'absorber la plus grande partie de l'énergie cinétique du choc, est limitée à une surcharge accidentelle unique. Quand la charge excède la charge limite prévue pour le ruban, ce dermes subit des iedifications irréversibles qui réduisent brusquement ses propriété de résistance mécanique et d'absorption d'énergie en cas d'une nouvelle charge accidentelle. Cette charge limite peut se produire même en cas d'accident relativement léger, ayant des conséquences insignifiantes aussi bien pour le conducteur et les passagers que pour l'automobile. Tenant compte du oot élevé des ceintures de sécurité, les propriétaires des automobiles accidentées ont tendance à réduire au minimum leurs dépenses pour les réparations et la restauration des voitures, et il arrive souvent qu'ils ne remplacent pas, comme ils devraient le faire, les ceintures ayant été soumises à des surcharges, d'autant plus que le propriétaire ne peut pas déterminer Si la surcharge qu'ont subie les ceintures au cours d'un accident donné a atteint ladite valeur limite. Pour cette raison, se pose actuellement le problème de la création de ceintures de sécurité avec des indicateurs de surcharge incorporés permettant d'éliminer sans risque d'erreur les ceintures ayant subi des surcharges. Cela permettrait aux propriétaires des moyens de transport de remplacer à temps les ceintures devenues inefficaces, et aux services d'inspection et de sécurité, de contrôler le remplacement de telles ceintures en outre, cela permettrait aux fournisseurs de ceintures de sécurité d'éviter un discrédit injustifié de leurs produits, ainsi que des poursuites, dénuées de fondement, de la part des parents de personnes accidentées à la suite de l'emploi de ceintures de sécurité impropres à l'utilisation. Des tentatives ont été faites pour résoudre ce problème, qui a pris une grande importance , en employant des dynamomètres à maximum comme, par exemple, des indicateurs incorporés dans l'armature métallique des ceintures. Toutefois, l'emploi de ces dispositifs ne s'est pas généralisé en raison de leur construction compliquée. On connatt des rubans tissés pour ceintures de sécurité, constituée de fils de chaîne caractérisés par différentes valeurs d'allongement de rupture, et de fils de trame entrelacés avec lesdits fils de channe (voir par exemple la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne, intitulée "Offenlegungschrift", nO 1.9.10.288 du 29 Février 1968, Classe 86, C, 21.). Le ruban faisant l'objet de cette demande de brevet comporte des fils de chaîne caractérisés par différentes valeurs de capacité portante et d'allongement relatif ; les fils à allongement minimal à la rupture sont disposés entre des couches de fils de trame sans sortir à la surface du ruban, tandis que les fils de chaîne à haute capacité portante et grand allongement à la rupture apparaissent à la surface du ruban en s'entrelaçant avec les fils de trame. Le ruban selon la demande de brevet en question, tout en assurant une plus grande absorption d'énergie que le ruban à fils de chaîne. caractérisés tous par un même allongement de rupture, présente l'inconvénient que, sans un examen intérieur du ruban, il est impossible de déterminer, d'apres son apparence extérieure, la détérioration des fils individuels ou de tous les fils de charte à allongement de rupture minimal. L'invention a pour but de réaliser un ruban tissé pour ceintures de sécurité de conducteurs et passagers de moyens de transport, qui, grace à l'incorporation d-'un indicateur de surcharge, permettrait de contrler visuellement l'aptitude à l'utilisation d'une ceinture de sécurité ayant subI une charge de valeur limite pendant un accident de la route. Ce problème est résolu du fait que dans un ruban tissé dont les fils de chaine sont caractérisés par différentes valeurs d'allongement de rupture et sont entrelacés avec des fils de trame, suivant l'invention let fil. de channe caractérisés par un allongement relatif minimal sont tissés entre les autres fils de chaine de façon à former au moins une bande se distinguant du reste du ruban, et en ce que le rapport de l'allongement relatif des fils de cette bande t l'allongement relatif des autres fils de chaine est inférieur au rapport de l'effort de traction limite du ruban à son effort de rupture réel, de manier e ladite bande soit détériorée lors de l'extension du ruban et serve d'indicateur de l'aptitude du ruban à l'utilisation dans une ceinture de sécurité de passager. Un ruban de ce genre permet de déterminer visuellement l'aptitude des ceintures de sécurité, à l'utilisation, car lors de l'application de l'effort limite au ruban, les fils de la bande d'indication se rompent enformgisur la surface dusruban des parties avec des bouts de fils cassés. Il est avantageux que le rapport de l'allongement relatif des fils de la bande d'indication à la valeur de l'allongement relatif du reste des fils de chaine soit de i à 5% inférieur au rapport de l'effort de traction limite du ruban à son effort de rupture réel, lorsque le premier rapport est à sa valeur maximale, et le second rapport, à sa valeur minimale, ce qui est déterminé par l'instabilité du processus de fabrication des fils et du ruban. Cette réduction du rapport de 1-5% est adoptée pour tenir compte des changements imprévus dans les propriétés des fils, pouvant excéder les valeurs limites de leur allongement relatif qui est garanti par leur technologie. Celà est nécessaire pour assurer la réaction fiable de la bande d'indication, lorsqu'une charge n'excédant pas la valeur limite est appliquée au ruban. Par le terme "instabilité de la technologie des fils et des rubans" on comprend la dispersion inévitable des performances des propriétés mécaniques des fils et des rubans compris dans un lot donné, aussi bien que des fils et des rubans appartenant à différents lots produits séparément, ce qui sue traduit par des différences d'épaisseur entre les fils et par une structure irrégulière de ceux-ci. Dans certains cas, il est avantageux que les fils des bandes d'indication soient tissés avec un étirage préliminaire différent de celui des autres fils de chaîne. Celà permet de corriger, dans certaines limites, l'effort nécessaire pour provoquer la réaction de l'indicateur sans changer les fils déjà choisis, ou lorsque le fil le plus approprié parmi les fils disponibles présente un allongement différent de la valeur requise. Touours suivant l'invention, un ruban peut comprendre plusieurs bandes d'indications continues, les centres des bandes extrêmes étant situés, par rapport aux bords du ruban, à une distance non inférieure à 1/8 et non supérieure à 1/3 de sa largeur. Par suite de la distribution irrégulière de la charge suivant la largeur du ruban lors de son étirage, le milieu et les bords du ruban sont plus sévèrement soumis à la surcharge ou à la charge incomplète. La disposition des bandes d'indication auxdites distances par rapport aux bords du ruban assure une réaction précise de l'indicateur en question. La bande d'indication dans le ruban faisant l'objet de l'invention peut être formée de plusieurs tronçons dont la longueur est supérieure à la distance entre elles. Afin que la bande ressorte encore mieux, on emploie des fils d'une autre couleur et qualité que le reste des fils de chaîne. Pour donner une idée plus précise de l'invention, un exemple de réalisation non limitatif est décrit ci-après avec références au dessin unique annexé, dans lequel - la figure 1, est une vue en coupe longitudinale du ruban tissé faisant l'objet de l'invention - la figure 2, montre conventionnellement un échantillon du ruban de l'invention, avec des portions représentées avant et après l'application de l'effort de rupture. Le ruban faisant l'objet de l'invention est constitué par des fils de channe 1 possédant le plus grand allongement de rupture, des fils de trame 2 entrelacés avec ces fils et des fils de chaîne 3 et 4 présentant un allongement de rupture minimal. Les fils de chaîne 3 et 4 sont tissés entre les fils de channe 1 et contournent les fils de trame 2 de façon à former des bandes 5 que l'on peut distinguer visuellement (figure 2). Le rapport de l'allongement de rupture des fils 3 et 4 des bande8 y i la valeur de l'allongement de rupture du reste des fils de channe t est de 1 à 5 inférieur au rapport de l'effort de traction limite du ruban 6 à son effort de rupture réel.Cette réduction de rapport a été adoptée pour la valeur maximale du premier rapport et la valeur minimale du second rapport, qui sont déterminées par l'instabilité de la technologie des fils et des rubans. Les valeurs limites indiquées sont obtenues par un choix approprié des matériaux des fils formant le ruban, leur retors et un étirage préliminaire des fils dans les bandes indicatrices. Le nombre des fils 3 et 4 (-figure t) est inférieur à celui des fils 1. Dans le cas d'un ruban à couches multiples, les fils 3 et 4 peuvent être entrelacés avec les fils 2 d'une couche de trame extérieure, ainsi qu'avec les fils de la couche extérieure et d'une des couches intermédiaires ou de la couche extérieure de trame opposée. Comme le montre la figure 2, le ruban 6 a deux bandes d'indication 5 dont les centres sont disposés à une distance des bords du ruban égale à 1/8-1/3 de sa largeur. Celà est fait pour la raison que ces parties en largeur du ruban sont moins soumises aux déviations des contraintes du ruban causées par l'irrégularité de distribution de la charge en largeur ; pour cette raison la disposition des bandes d'indication dans ces parties du ruban permet de déterminer plus précisément l'aptitude des ceintures à l'utilisation. les bandes d'indication peuvent entre formées de portions séparées ayant des longueurs supérieures aux distances entre elles. Les fils des bandes d'indication et les fils de chaîne 1 sont de couleurs différentes. Si leurs propriétés optiques naturelles ne peuvent pas assurer une distinction visuelle des fils de la bande sur le fond des fils de chaine 1. Cette distinction peut être obtenue aussi par coloration d'un ruban constitué par des matières non teintes, dans lequel les fils de la bande a'indicatlon sont faits d'une matière n'accertant pas le colorant Plus bas est détaillée la méthode de calcul des paramètres des fils formant la bande d'indication en fonction des paramètres (caractéristiques mécaniques) du fil du ruban à contrer et en fonction de la charge maximale admissible pour ce ruban.Le résultat final de ce choix doit entre la détermination de la valeur maximale d'allongement relatif du fil. qui est la plus appropriée pour la bande d'indication du ruban. Suivant les conditions établies par les auteurs de l'invention et indiquées dans la revendication 1 de la présente invention, on obtient l'expression symbolique ind (max) Z P limite (min) (i - ae chape (min) Prupt. (max) où 1L = (1 - K) = 0,01 - 0,05 (1 - 5ss) En transformant cette expression on obtient une relation empirique qui peut être employée lors des calculs d'étude et de contrôle : ind (max) (max)K E limite (min) x ss chaîne (min) P ef. rupt. (max) où #l ind (max) est la valeur maximale de l'allongement relatif du fil indicateur recherché, #l chaîne (min), la valeur minimale (en tant qu'écart par rapport à la valeur nominale) de l'allongemenr relatif du fil de chaîne (ruban-prototype et ruban à contr81er) , P Limite (min), la valeur minimale, pour le ruban prototype, de l'effort de traction causant des modifica tions irréversibles réduisant la charge de rupture lors d'une charge subséquente (moyenne des résultats d'essais d'un grand nombre d'échantillons). Pef. rupt. (max), la valeur maximale de l'effort de rupture réel d'après les résultats d'essais d'un grand nombre d'échantillons du ruban prototype. K , un coefficient de sécurité tenant compte de modifications imprévues dans les propriétés des fils au-delà des valeurs limites des allongements relatifs garanties par les fournisseurs. La valeur numérique de K est de 0,95 à 0,99. K dépend de la réduction # =1-5% mentionnée dans la formule, soit # =(1-K) En supposant le cas d'un ruban-prototype, par exemple en fibres polyamides, avec les caractéristiques suivantes d'après les résultats d'tossais du ruban et des fils de chaîne : Pef. rupt. (max) = 3000 kg Pef. rupt.(min) = 2800 kg Limite (max) = 2500 kg Plimite (min) = 2300 kg #lchaîne (min-max) =32-34%, en adoptant K=0,98 on obtient : : #l ind(max) # 0,98 . 2300 . 0,32 3000 #l ind(max) # 0,24% On choisit, dans un assortiment de fils disponibles, un fil caractérisé par un allongement relatif de 0,22 à 0,24 (22-24%). On détermine les valeurs limites de 11 effort d'indication Imaxl Pefrupt |max| max ma min min min a chaîne max min Pind (max) = 3000 . 0,24 = 2250 kg 0,32 Pind (min) = 2800 . 0,22 = 1810 kg 0,34 Il va de soi que les valeurs des caractéristiques mécaniques sont indiquées à titre d'exemple, mais qu'elles pourraient correspondre à un ruban réel constitué de fils similaires, avec un indicateur dont la réaction se trouve dans les limites des charges indiquées.On comprend, de même, que dans un ruban réel réalisé conformément à la présente invention, la dispersion des valeurs des efforts provoquant la réaction des fils de la bande d'indication est beaucoup moins considérable. Celà s'explique par le fait que, dans le cas d'un grand nombre de fils de chaîne parallèles, y compris les fils d'indication, les valeurs d'allongement sont ramenées à une moyenne par suite du frottement entre ces fils, de sorte que l'effet de l'instabilité du métériau et de la géatrie des fils révèle un degré moindre. En réalité, dans les échantillons fabriqués, la dispersion des valeurs de charge provoquant la réaction de l'indicateur ne dépasse pas 200-250 kg. Il est avantageux d'employer un ruban à bandes d'indication en qualité d'indicateur de surcharge pour l'ensemble de la ceinture de sécurité, y compris son moyen de fermeture et ses pièces de fixation. Pour celà, il faut choisir la valeur de limite de réaction avec un certain compromis, de façon qu'elle soit un peu inférieure à la valeur de la charge limite pour le ruban et en même temps commensurable avec la valeur limite de l'effort, calculée suivant les normes ou 11 expérience pratique pour les pièces limitant la résistance mécanique de l'ensemble de la ceinture de sécurité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I Q S 1. Ruban tissé, destiné notamment à être utilisé dans les ceintures de sécurité pour passagers de voitures automobiles , du type constitué par des fils de chaîne dont les valeurs respectives d'allongement relatif à la rupture sont différentes et par des fils de trame entrelacés avec lesdits fil de chaîne, caractérisé en ce que les fils de chaîne dont la valeur d'allongement à la rupture est la plus faible sont tissés entre les autres fils de chaîne de façon à former au moins une bande se distinguant du reste du ruabn, entai ce que le rapport de la valeur de l'allongement relatif des fils de cette bande à la valeur de l'allongement relatif du rest des fils de chaîne est inférieur au rapport des valeurs de l'effort de traction limite et de l'effort de rupture réel du ruban,- de manière que ladite bande se détériore lors de l'extension du ruban et serve d1indicateur de l'aptitude du ruban à l'utiEsation dans une ceinture de sécurité. 2. Ruban tissé selon la revendication 1, caractérisé , en ce que le rapport de la valeur de l'allongement relatif des fils de chaîne de la bande d'indication à la valeur de l'allongement relatif du reste des fils de chaîne est inférieur de 1 à 5% au rapport des valeurs de l'effort de traction limite et de 1' effort de rupture réel du ruban pour une valeur maximale du premier rapport et une valeur minimale du second rapport déterminées par l'instabilité de la technologie de fabrication des fils et du ruban. 3. Ruban tissé selon l'une des revendications 1, etc2, caractérisé en ce que les fils de chaîne-sont la valeur d'allongement relatif est la plus faible dans la bande d'indication sont tisses avec un étirage préliminaire diffèrent de celui des autres fils de chaîne. 4. Ruban tissé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs bandes d'indication continues, les centres des bandes extrêmes étant situés, par rapport aux bords du ruban, à une distance non inférieure à 1/8 et non supérieure à 1/3 de sa largeur. 5. Ruhan tissé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande d'indication est formée de de tronçons dont la longueur est supérieure aux distances entre eux. 6. Ruban selon lune des revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que les fils dont la valeur d'allongement relatif dans la bande d' indication est la llus faible sont constitués par un autre matériau et ont une autre cuuleur que le reste des fils de chaîne.