Brevet FR2335168A1 — publié le 19770715

Les casques utilisés pour la protection crânienne des personnes susceptibles de recevoir des chocs par percussion d'objets divers en mouvement, ou par heurt d'un obstacle fixe, sont1 en général constitués d'une coquille extérieure résistante et d'un rembourrage interne prévu pour s'adapter aux diverses dimensions des têtes et pour apporter un certain confort. Entre le rembourrage formant coiffe et la coquille externe, il est maintenant courant d'interposer des produits expansés ou des sangles ayant pour but d'absorber ou de répartir une partie de l'énergie transmise au moment du choc, par compression des produits expansés ou par extension des sangles. Ces dispositifs ont toutefois l'inconvénient de ne presenter une bonne efficacité qu'au voisinage d'une direction privi légiée, pour autant quton veille conserver une réalisation légère et peu coûteuse. C'est ainsi que la plupart des casques de commerce présentent des possibilités d'amortissement de lténergie pour des impacts verticaux, mais protègent mal les régions temporales contre des impacts obliques. La pressente invention, due à la collahoration de Messieurs Marcel GOTJPY et Pierre ROBINET, a pour objet une rea- lisation d t un dispositif amortisseur d'énergie particulièrement légère et peu coûteuse, susceptible d'être placée entre coquille extérieure et coiffe intérieure, et permettant de résoudre avantageusement les difficultés précédemment évoquées d'absorption des énergies de choc et de repartition sur les surfaces crâniennes pour des impacts provenant d'une direction quelconque. Cette réalisation apporte, en outre, sa contribution à diverses fonctions annexes telles que ventilation, support de lunettes et conduction sonore. A cet effet, le casque à structure composite, selon ltinvention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il est constitué d'une coquille extérieures d'un doublage intérieur formant absorbeur d'énergie et d'une coiffe permettant l'adap- tation de l'ensemble aux diverses formes de tates. Une forme de realisation d'un casque à structure composite, selon l'invention et plusieurs détails de réalisation concernant le doublage intérieur formant absorbeur d'énergie sont, ci-après , décrits à titre d'temple et en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective avec arra chement des trois parties constitutives : coquille extérieure, doublage intérieur et coiffe, - les figures 2a et 2b sont des vues schématiques en perspective d'autres modes de réalisation du doublage intérieur, - la figure 3 est une coupe longitudinale de l'ensemble coquille extérieure et doublage intérieur, - la figure 4 est une coupe transversale du même ensemble, - la figure 5 est une vue de côté avec coupe partielle d'un casque muni d'une visière, - la figure 6 est une vue en coupe transversale au niveau d'un rivet de fixation du doublage sir la coquille extérieure, - la figure 7 est une coupe transversale suivant I-I de la figure 5, - la figure 8 est une vue en plan d'un mode de réalisation parti culier du doublage intérieur, - la figure 9 est une vue schématique en perspective d'une frac tion de doublage intérieur avec nervures formant cellules pour absorber lténergie, - les figures 10, 11, 12 sont des vues en plan de divers modes de réalisation des nervures formant cellules pour absorber 1' énergie, - la figure 13 est un diagramme d'absorption d'énergie tel qu'il peut être obtenu par compression d'un élément tel que celui de la figure 9, - la figure 14 est une vue schématique en perspective d'une frac tion de doublage intérieur avec emboutis en tronc de pyramide pour former des élements absorbeurs d'énergie, - les figures 15, 16, 17 sont des vues en plan de diverses formes d'emboutis possibles, Le casque représenté à la figure 1 comprend une coquille extérieure 1 qui peut comporter localement des ouvertures en forme d'ouïe 2, un doublage intérieur constitué d'une paroi 3 portant des nervures 4 formant alvéoles et une coiffe de garnissage 5. La coquille extérieure I peut entre réalisée suivant des techniques connues par injection de matières thermoplastiques telles que polycarbonate, polyamides copolymères éthylène-pro pylène, copolymères acrylonltrile-butadiène-styrène, etc ... ou en matières thermodurcissables renforcées de fibres, telles que des polyesters ou résines epoxydes renforcées de fibres de verre. n particulier, cette coquille peut & re moulée par compression à l'aide de matériaux préimpregnes à base de polyesters chargés et renforcés de fibres de verre. Le doublage intérieur est constitué d'une paroi 3 corres- pondant aux surfaces crâniennes à prote. Cette paroi porte un certain nombre de nervures 4, formant des alvéoles susceptibles de s'écraser en absorbant de I'énergiet pernondiculaires à la paroi. Localement, ces alvéoles ainsi que la paroi peuvent être aménagées avec des évidements ou des trous - pour établir une circulation d'air, soit entre la paroi et la coquille extérieure 1 pour éviter l'échauffement, soit à travers la paroi pour évacuer la transpiration, - pour former un conduit auditif permettant aux bruits extérieurs de passer entre paroi et coquille extérieure, puis de traverser la paroi pour arriver à l'oreille. La paroi peut également comporter localement - des embouts permettant de créer des bourrelets protecteurs autour de protubérances nécessitées par le montage du casque, telles que des rivets, - des découpes à certains endroits, par exemple au niveau du sommet du crâne pour constituer localement un élément équivalent à une sangle susceptible d'absorber de l'énergie par allongertent de la matière, - des prolongements locaux s'étendant hors du casque et permettant par rabattement et fixation, par exemple sur des boutons pression, de créer des bracelets périphériques utilisables pour retenir des lunettes protectrices. - un espace permettant le logement d'une visière frontale de pro tection qui peut ainsi être éclipsée lorsque son emploi n'est pas désiré, - un bourrelet périphérique permettant, après emboitement dans la coquille extérieure, d'en protéger la tranche. A titre de variante, les nervures 4 formant alvéoles peuvent entre remplacées par des emboutis en forme de tronc de cane ou de tronc de pyramide, à base carrée, hexagonale ou autre, l'absorption d'énergie s'effectuant d'une manière analogue par écrasement de ces emboutis. Ce doublage intérieur pellet être mollé par injection i l'aide de thermoplastiques tels que des polyoléfines (polyéthylène haute et basse densité, polropylène et copolymeres), es copolymères acrylonitrile-butadiène-styrene, des polyamides, polycarbonates, polyuréthane, copolymères éthylène - acétate de vinyle, P.V.C., etc ... ou réalisé par vulcanisntion d'élastomères moulés par compression ou transfert, ou par réticulation de produits coulés tels que des polyuréthanes formés à partir de polyisocya nates réagissant sur des polyols. Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple, le doublage est injecté en polyéthylène basse densité et comporte des parois d'épaisseur de l'ordre de 0,5 à 3 mm en formant des alvéoles susceptibles cie s'inscrire en projection dans des carrés de 1,5 à 5 cm de coté. Le doublage représenté en variante à la figure 2a comporte localement des nervures verticales 6 facilitant le passage des sons et de l'air entre ce doublage et la coquille extérieure et une découpe de la paroi en 7 permettant de réaliser des sangles8. Dans la variante représentée en figure 2b, les nervures formant cellules, susceptibles d'absorber de l'énergie, sont remplacées par des emboutis en forme de tronc de pyramide. Un tel doublage peut entre réalisé par thermoformage, par extrusion soufflage, par rotomoulage ou par gélification en polyéthylène basse densité et comporte des troncs de pyramide à base carrée, de côté compris entre 10 et 40 mm, rle hauteur comprise dans les mimes limites et d'inclinaison par rapport à la verticale comprise entre 0 et 300. Cette disposition peut prévoir, comme dans le cas des alvéoles constituées par des nervures, des trous ou des emboutis locaux aux sommets des troncs de pyramide pour assurer la ventilation, des découpes locales, des prolongements hors du casque, un espace permettant le logement de la visière et des dégagements locaux pour faciliter le passage des sons. La coiffe est réalisée suivant des procédés confis, à partir de matériaux de rembourrage tels que des jersey de fibres naturelles ou synthétiques doublés de piFréthane expansé. Il est possible toutefois, à titre d'avantage supplémentaire du procédé proposé, d'assembler en préparation la coiffe sur le doublage intérieur par des moyens connus tels que agraphes, rivets, couture etc... puis de monter l'ensemble dans la coquille extérieure ou à nouveau divers moyens d'assemblage peuvent être retenus, tels que rivetage, collage, etc... La vue en coupe de la figure 3 qui se rapporte à un casque du type de celui qui est illustré par la figure 1, permet de distinguer la coquille 9, les nervures 10 indentées localement en il pour faciliter la circulation de l'air, ries trous d?ns la paroi 12 pour l'évacuation de la transpiration, un logement 13 permettant d'escamoter la visière 14 en position relevée, un loereplent 15 formant protection contre la tête de rivet 1 t), une patte for- mant passant de lunettes 17 clipsée sur un bouton pression 18. Selon la coupe transversale de la figure 4 on retrouve les mêmes éléments, la paroi interne 19 pouvant se prolonger pour former un bourrelet 20 recouvrant les arêtes vives du pour tour du casque. Cette paroi comporte des trous en 21 et 22 pour faciliter les transmissions acoustiques. La figure 5 représente une vue de côté du casque avec visière escamotable en position rabattue. Les rivets nécessaires aux diverses fixations ou les axes d'articulation pour la visière peuvent entre disposés suivant le principe représenté en détail à la figure 6 où le rivet tubulaire 23 est placé au fond d'un logement 24 permettant d'éviter, grâce aux nervures 25, un contact direct avec le crâne en cas de choc. La figure 7 est une coupe au niveau I-I de la figure 5 et représente la réalisation des oules sur la coquille extérieure au niveau des oreilles. La figure 8 a trait à un autre mode de réalisation du doublage intérieur déroulé avec une découpe "en cotes de melon". Les côtes 26 en forme de portions de sphères sont moulées simultanément et permettent de reconstituer un doublage intérieur hémisphérique par rapprochement et clipsage suivant des procédés connus, des parties 27 et 28. I)es rainures 29 permettent de solidariser les parties hautes après rapprochement, si on le désire, avec, par exemple, un jonc plastique clipsé. Les éléments absorbeurs d'énergie peuvent être, dnns ce cas, à titre d'exemple, des nervures en croix 3(3 analogues à celles de la figure 11. n'autre part, l'aménagement d'un espace règlable entre les pièces 27 et 28 peut également être envisagé afin de réaliser à partir d'un même mobile, des doublages intérieurs adaptés à des tours de titre différents. La figure 9 est une représentation en perspective de cellules constituées par des nervures se coupant à angle droit, qui peuvent Autre irrégulièrement espacées, suivant la vue en plan 10. Les cloisons peuvent être interrompues pour former des croix (figure iî) ou leurs formes peuvent être variées pour réaliser, par exemple, des cellules polygonales en nid d'abeille" (figure 12) La figure 13 représente la forme des courbes obtenues lorsqu'on relève les efforts développés en fonction (Je la course d'enfoncement lors d'essais d'écrasement de cellules correspondant aux types décrits. Il a été trouvé par la demanderesse qu'il était possible d'améliorer le rondement de diagramme en atténuant la pointe d'effort 31, qui apparat au moment de la compression de produits alvéolés ou présentant des emboutis tels quedécrits, en réalisant des nervures ou des emboutis de hauteurs différentes afin de répartir leur entrée en action tout au long de l'enfonce- ment d'une manière plus progressive. La figure 14 représente en perspective une fraction du doublage intérieur dans laqrlelle les éléments absorbeurs d'énergie sont constitués par des emboiltis en forme de tronc de pyrainide ainsi qu'on le voit sur la vue en plan de la filtre 15. On ne sortirait pas de la présente invention en donnant à ces éléments diverses formes, telles qu'à titre d'exemple des troncs de cane (figure 16) ou des pyramides tronquées à base hexagonale (figure 17). REM NDICQTIONS t - Casque à structure composite absorbeuse d'énergie, notarment pour cyclomotoriste, caractérisé par le fait entre une coquille extérieure et une coiffe de garnissage, on dispose un doublage intérieur constitué d'une paroi portant des ildnents susceptibles d'absorber l'énergie d'un choc de manière uni forme, quelle que soit la direction de l'impact. 2 - Casque composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doublage intérieur porte des nervures perpendiculaires; sa surface , formant entre elles des alvéoles qui s'écrasent en cas de choc en absorbant de l'énergie. 3 - Casque composite selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites alvéoles du doublage intérieur comportent des trous pour permettre une circulation de l'air et d'arrivée des bruits extérieurs,un évidement concernant les alvéoles frontales pour 11 escamotage de la visière, ainsi que des nervures de hauteur différente afin de répartir leur entrée en action de façon progressive au cours de leur enfoncement lors d'un choc. 4 - Casque composite selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cellules du doublage intérieur sont constituées par des nervures se coupant à angle droit. 5 - Casque composite selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cellules du doublage intérieur sont polygonales. 6 - Casque composite selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les nervures sont interrompues et forment des croix. 7 - Casque composite selon la revendication 1 caractérisé en ce que le doublage intérieur comporte a sa surface des proéminence obtenues par emboutissage, faisant office d'absorbeurs et dont la forme du type cane, pyramide, tronc de cône, tronc de pyramide. l'une quelconque 8 - Casque composite selon Ides revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le doublage intérieur développé à plat à une forme découpée en "côtes de melon" susceptibleO de constituer une portion de sphère lorsque les côtes sont rapprochées bord à bord. l'une quelconque 9 - Casque composite selon/des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la coquille extérieure présente des oules au niveau des oreilles. l'une quelconque 10 - Casque composite selon/des revendications précédentes, carac térisé en ce que les rivets nécessaires aux diverses fixations sont situés au fond de logements déterminés par la hauteur des nervures du doublage intérieur, de façon à éviter en cas de choc leur contact avec le crante.