Brevet FR2461850A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne un procédé et une ma- chine pour la réalisation d'un dispositif d'absorption d'énergie mécanique et le dispositif obtenu par la mise en oeuvre du procédé. On connaît déjà des dispositifs d'absorption d'énergie mécanique, notamment de percussion ou vibration, applicables notamment à un véhicule, tel qu'un pare-chocs, du type comportant une pluralité d'éléments élastiquement déformables, cylindriques et tubulaires, juxtaposés transversalement régulièrement les uns aux autres. Deux éléments voisins sont rigidement associés entre eux transversalement et sur toute leur longueur, soit le long de leur génératrice commune par collage ou soudage (brevet français 74 04721), soit par une paroi commune (brevet français 76 02141). Le matériau constitutif d'un tel dispositif d'absorption d'énergie mécanique est généralement un élastomère thermoplastique.Le caractère monobloc d'un tel dispositif résulte uniquement de ce que les éléments qui le composent sont associés rigidement entre eux sur toute leur longueur ce qui implique notamment une distribution régulière et complète de ces éléments. Dans ces dispositifs connus on met à profit la liaison rigide qui existe entre les éléments constitutifs pour permettre la transmission d'une charge mécanique notamment de percussion ou vibration d'un premier élément à un autre élément voisin et rigidement associé. Dans une première forme d'exécution possible d'un procédé de réalisation d'un tel dispositif connu (brevet fran- çais 7404721), on exécute séparément les éléments constitutifs du dispositif, notamment par extrusion, et on les relie ensuite rigidement les uns aux autres le long des génératrices communes, notamment par collage ou thermosoudage. Dans une seconde forme d'éxécution possible, on procède par injection en une phase unique (brevet français 76 02141). Ces dispositifs connus d'absorption d'énergie mécanique présentent un certain nombre d'inconvénients ; lorsque les éléments constitutifs du dispositif sont reliés rigidement entre eux par leur génératrice commune, il y a toujours un risque de désolidarisation intempestive d'un élément extérieur (par exemple un élément d'angle) ce cui rend ces dispositifs impropres ou peu adaptés à des applications telles que pare-chocs de véhicule. En outre, l'association rigide des éléments entre eux par collage ou soudage est loin d'être aisée.Dans le cas d'un dispo- sitif d'absorption à paroi commune, on fait application d'un procédé par injection de type discontinu et qui ne permet pas la réalisation de dispositifs de grandes longueurs ce qui limite considérablement le domaine d'application d'un tel dispositif et en particulier ne permet pas de réaliser un parechocs monobloc placé horizontalement sur un véhicule: La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients.A cet effet, elle propose un dispositif d'absorption d'énergie mécanique, notamment de percussion ou vibration, applicable notamment à un véhicule, tel qu'un pare-chocs,du type monobloc et allongé, comportant une pluralité d'éléments allongés juxtaposés transversalement en un matériau déformable élastiquement, notamment cylindriques et tubulaires ou profilés, qui comporte en outre une enceinte externe allongée en un matériau déformable Flast quement, notaent de forme cylindrique et tubulaire ou profilée, définissant une cavité centrale, ayant une ouverture d'introduction des éléments, rons- txtuant ï'unFrue organe de inaintien et d'association inonobloe des éléments déformables lesquds ne sont pas reliés directement rigidement l'un à l'autre dans le sens transversal et sur toute leur longueur de manière à permettre, éventuellement, lors de l'application d'un effort ou d'une charge, un glissernent relatif avec frottement transversal, d'un élément déformable par rapport à un autre élément adjacent. La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'un tel dispositif d'absorption dans lequel on exécute à part les éléments déformables et l'enceinte puis on fait coopérer les éléments déformables et l'enceinte en les disposant de façon déterminée dans la cavité de l'enceinte en réalisant à cet effet au moins un mouvement relatif au moins de coulissement,notamment axial,des éléments déformables et de l'enceinte. Le procédé suivant l'invention a l'avantage de pouvoir être mis en oeuvre très commodément sans nécessiter les délicates opérations de collage ou soudage en sens longitudinal. De plus, ce procédé permet la réalisation de dispositifs d'absorption de grande longueur, considérablement plus élevée que celle des dispositifs obtenues par injection. De ce fait, également, le procédé suivant l'invention peut être pratiquement considéré comme de type continu. Enfin, le dispositif d'absorption suivant l'invention présente en outre l'avantage d'une plus grande efficacité car l'absorption d'énergie résulte non seulement d'une transmission des effrots d'un élément à un autre mais aussi du glissement relatif avec frottement entre deux éléments adjacents et en contact. Les autres caractéristiques de l'invention seront bien comprises grâce à la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue schématique, partielle en perspective, d'une forme d'exécution possible d'un dispositif d'absorption suivant l'invention. La figure 2 est une vue schématique illustrant les différentes phases du procédé de réalisation suivant l'invention d'un tel dispositif d'absorption. Suivant l'invention, il est proposé un dispositif mono boc et allongé d'absorption d'énergie mécanique - notamment de percussion ou vibration - applicable notamment à un véhicule, tel qu'un pare -chocs. Ce dispositif comporte, en combinaison, une pluralité d'éléments internes 1 en un matériau déformable élastiquement, allongés, notamment cylindriques et tubulaires ou profilés, juxtaposés transversalement c'est-à-dire placés les uns au voisinage ou au contact des autres, comme il sera expliqué par la suite, et une enceinte externe 2 en un matériau déformable élastiquement allongée, notamment de forme cylindrique et tubulaire ou profilée, définissant une cavité centrale 3, constituant l'unique organe de maintien et d'association monobloc des éléments internes 1. Les éléments internes 1 de l'invention ne sont pas reliés directement rigidement l'un à l'autre dans le sens transversal et sur toute leur longueur. Les éléments internes 1 et l'enceinte externe 2 sont réalisés notamment en un élastomère thermoplastique présentant une certaine élasticité propre. Par exemple, d'excellents résultats ont été obtenus avec un polypropylène EPDM. Le nombre des éléments 1 est déterminé par la dimension de ceux-ci, celles de l'enceinte et le degré d'absorption recherché. Les éléments 1 et l'enceinte 2 sont chacun en une seule pièces ou plusieurs pièces dans le sens longitudinal, associées entre elles ner des moyens d'assemblage. La forme dans les sens transversal et longitutinal des éléments internes 1 d'une part et de l'enceinte externe 2 d'autre part peut faire l'objet de nombreuses variantes. Ces éléments et l'enceinte 1 ! 2 peuvent être chacun préférentiellement rectiligne notamment cylindrique, par exemple normalement rectiligne, ou légèrement incurvé par suite notamment de son élasticité. Ils peuvent être fermés longitudinalement.se présentant alors comme des tubes - ce mot étant pris au sens large - ou enceintes closes (cas de figure) préférentiellement, ou ouverts soit longitudinalement se présentant alors comme des sortes de profilés ou enceintes ouvertes, soit fransversalement et de place en place se présentant alors comme des tubes perforés, ou en toute combinaison de ces formules.En section droite transversale, les éléments et enceinte 1, 2 peuvent faire- l'objet de nombreuses variantes de formes notamment appropriées à l'application spécifique faite du dispositif d'absorption et au degré d'absorption mécanique recherché. Cette forme est par exemple circulaire (cas des éléments 1 sur la figure 1) ou polygonale, ou polygonale curviligne ou toute forme complexe(cas de l'enceinte 2 sur la figure 1)comportant notamment des angles saillants et des angles rentrants. Dans tous les cas, le dispositif suivant l'invention est tel que ses sections droites transversales successives soient substantiellement identiques ou à tout le moins voisinesou similaires. Le dispositif comporte donc un axe longitudinal déterminant un axe de coulissement 4 parallèle.L'enceinte 2 a une ouverture 9 à au moins une extrémité libre de ma nière à permettre l'introduction par cette extrémité des éléments internes 1. Dans le cas où l'enceinte 2 comporte une partie ouverte longitudinalement(cas d'un profilé) cette ouverture 9 peut être mise à profit, avec en combinaison l'élasticité du profilé pour permettre l'introduction transversale et ensuite le maintien d'un élément interne 1. Les éléments internes 1 sont soit préférentiellement identiques entre eux (cas de la figure 1) soit différents notamment de deux ou plusieurs types de même forme générale ou non et dEncombrement transversal différent. Les éléments 1 sont préférentiellement réalisés dans un même matériau de même qualité mais peuvent être en matériaux différents ou de qualités différentes notamment selon le degré d'absorption mécanique recherché. Dans une forme d'exécution possible, telle qu'illustrée par la figure 1, les éléments internes 1 sont touQ séparés et associés ensemble de façon monobloc uniquement par 1 ' enceinte externe 2. Dans une autre forme d'exécution possible non représentée plusieurs éléments internes 1 forment un sous-ensemble monobloc, étant associés entre eux par une enceinte secondaire présentant des caractéristiques générales de même type que celles de l'enceinte 2 déjà décrite et selon des modalités générales semblables à celles déjà décrites à propos de cette enceinte externe 2. Dans ce cas, l'enceinte externe 2 associe, comme vu précédemment pour les éléments internes 1, les enceintes secondaires entre elles avec aussi, éventuellement, des élé- ments internes 1,isolés et non intégrés à une enceinte secondaire.Dans d'autres formes d'exécution, non représentées, plusieurs enceintes secondaires sont associées entre elles par une enceinte tertiaire pour former un sous-ensemble monobloc selon le même principe que défini plus haut. Bien entendu, il est clair que ce principe peut être étendu et donner lieu à une multitude de formes d'exécution permettant de réaliser notamment des renforcements locaux du dispositif d'absorption ou de faciliter son montage. Un élement interne 1 est préférentiellement creux. Cependant, entre également dans le cadre de l'invention le cas où l'élément interne 1 comporte une ou plusieurs partitions in térieuresou un ou plusieurs renforts internes notamment tels que saillie ou surépaisseur ou une charge occupant tout ou partie de l'espace intérieur ayant notamment pour effet de renforcer la capacité d'absorption du dispositif, ladite charge étant notamment un solide en particulier un matériau déformable élastiquement ou un fluide. De même, l'enceinte externe 2, peut comporter des renforts internes, notamment tels que saillie ou surépaisseur ou encore une charge interne remplissant totalement ou partiellement les zones libres 5 entre et à l'extérieur des éléments internes 1. Les faces externes 6 des éléments internes 1 et/ou le face interne 7 de l'enceinte externe 2 peuvent comporter éventuellement des moyens de blocage réciproques tes que saillie notamment en particulier en vue de limiter les déplacements relatifs des éléments 1 ou des moyens d'assujettisssement réciproques non rigides teB que notamment une saillie ou téton coopérant avec un creux ou perçage ou encore des moyens propres à renforcer le frottement résultant du glissement relatif des éléments internes 1 et de l'enceinte externe 2, ter que traitement de surface approprié, relief de surface, notamment. Les faces externes 6 des éléments 1 et de la face interne 7 de l'enceinte 2, peuvent comporter éventuellement des moyens réciproques propres à faciliter le coulissement axial relatif notamment au moment de. la réalisation du dispositif. Ces moyens sont constitués par exemple par une saillie d'un élément 1 coopérant avec une rainure formant glissière d'un autre élément 1 ou de l'enceinte 2, cette rainure étant rectiligne ou encore notamment hélicoldale. La distribution des éléments internes 1 dans l'enceinte externe 2 est fonction notamment de la forme et des dimensions de ceux-ci et du degré d'absorption d'énergie mécanique recherché. Cette distribution est régulière ou non laissant subsister entre les éléments internes 1 des zones 5 libres plus ou moins importantes. Selon que le pouvoir d'absorption mécanique recherché est anisotrope ou non, la répartition des éléments internes 1 présente ou non des axes privilégiés, des surépaisseurs ou autres. I1 est donc clair que le dispositif d'absorption qui vient d'être décrit peut faire l'objet de nombreuses variantes. Dans tous les cas, cependant, les éléments internes 1 et l'enceinte externe 2 sont conçus de manière qu'on puisse les faire coopérer par coulissement, comme il sera expliqué par la suite. D'une façon générale, un élément interne 1 de la péri phérie est maintenu en place par contact avec la face interne 7 de l'enceinte 2 sur au moins une génératrice ou un tronçon de cette face interne 7 et par contact avec la face externe 6 d'au moins un autre élément interne 1, sur une nhnratrice 8 (cas de figure) , ou sur un tronçon de cette face 6 selon la forme qu'elle présente. Quant aux éléments internes 1 du centre, il sont maintenus en place par contact avec les faces externes 6 d'au moins deux éléments internes 1 centraux ou/et périphériques, soit le long de génératrices 8, soit sur des tronçons de ces faces externes 6. Le dispositif d'absorption suivant l'invention est tel que les éléments internes 1 se transmettent l'un à l'autre par suite du contact existant entre eux, les efforts ou charges mécaniques notamment de vibration ou percussion appliqués à l'enceinte externe 2. Ce pouvoir d'absorption est renforcé du fait que les éléments internes 1 ne sont pas reliés directement ou rigidement l'un à l'autre dans le sens transversal et sur toute leur longueur, ce qui permet éventuellement, lors de l'application d'un effort ou charge sur l'enceinte externe 2, un glissement relatif avec frottement d'un élément interne 1 par rapport à un autre élément 1 adjacent et en contact. Ce dispositif d'absorption est susceptible d'être réalisé en grande longueur, notamment de l'ordre de plusieurs mètres et même plus et en toutes dimensions en sens transversal. Suivant une variante possible, le dispositif comporte des moyens pour empêcher ou limiter tout éventuel glissement longitudinal intempestif relatif des éléments internes 1 et de l'enceinte externe 2 une fois qu ils sont associés. A cet effet, on prévoit par exemple un blocage sectoriel d'extrémité prenant la forme notamment d'un élément d'extrbmitë rapporté ou encore de points de soudage associant les éléments internes 1 et l'enceinte externe 2 à une extrémité libre ce qui n'empêche pas le mouvement de glissement transversal tel. que décrit précédemment. La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'un tel dispositif d'absorption d'énergie mécanique dans lequel on exécute à part les éléments internes l,(fl) Suivant l'invention, on exécute également à part 11 enceinte externe 2 (f2), et ensuite on faitcooperer les éléments internes 1 et l'enceinte 2 (f3). A cet effet, on réalise directement ou non au moins un mouvement relatif au moins de coulissement des éléments internes 1 et de l'enceinte externe 2 en vue de disposer les éléments 1 dans la cavité 3 de l'enceinte 2. En particulier et dans le cas général le mouvement de coulissement est exécuté le long de l'axe 4. La coopération des éléments 1 et de l'enceinte 2 a lieu soit simultanément pour l'ensemble des éléments 1, soit successivement pour ces éléments, soit par groupe d'éléments (notamment dans le cas d'une enceinte secondaire ou tertiaire). Le cas échéant, on peut, simultanément au mouvement de coulissement dans le sens de l'axe 4, exécuter un mouvement relatif de rotation notamment autour de l'axe 4 ou d'un axe parallèle favorisant la coopération des éléments 1 et de l'enceinte 2, notamment lorsque des moyens à cet effet ont été prévus et lorsque les formes le permettent. Dans le cas où le dispositif d'absorption comporte des enceintes secondaires, tertiaires, etc. les éléments 1 sont mis en place dans ces enceintes de la même manière qu'indiqué plus haut à propos de l'enceinte externe 2 et ces enceintes secondaires, tertiaires, etc., sont mises en place dans l'enceinte 2 de la même manière qu'indique plus haut à propos des éléments 1. Le cas échéant, selon la forme des éléments 1 et de l'enceinte 2 et selon les nécessités, on exécute, notamment après le mouvement de coulissement axial., éventuellement de rota tionrun mouvement complémentaire pour la mise en place correcte des éléments 1 dans l'enceinte 2. Ce mouvement complémentaire comprend par exemple une ou plusieurs translations dans le sens transversal et/ou une ou plusieurs rotations notamment autour d'un axe parallèle à l'axe 4. Pour réaliser effectivement la mise en place d'un élé- ment 1, dans l'enceinte 2, on saisit l'élément 1 et l'enceinte 2 et on place d'abord l'élément 1 dans le prolongement de l'enceinte 2 et en regard d'une ouverture 9 d'extHEite de celle-ci notamment et selon les besoins dans la position transversale relative définitive devant être occupée. Ensuite on exécute le mouvement relatif de coulissement comme déjà indiqué. Dans le cas d'une enceinte externe présentant en tout ou partie une ouverture 9longitudinale (cas d'un profilé), l'introduction d'un élément interne peut éventuellement être obtenue par coulissement de cet élément dans le sens transversal en mettant à profit l'élasticité de l'enceinte externe. Dans le cas où le dispositif d'absorption comprend des moyens pour empêcher le glissement longitudinal intempestif relatif des éléments 1 et de l'enceinte 2, le procédé de réalisation de ce dispositif comprend une phase terminale au cours de laquelle ces moyens sont placés ou mise en oeuvre f4. Eh particulier, cette phase du procédé consiste en un soudage transversal d'extrémité du dispositif d'absorption ou encore en la mise en place d'un elément d'extrémité rapporté. L'invention concerne enfin une machine pour mise en oeuvre du procédé qui comporte des moyens pour réaliser d'une part des éléments tels que 1 et d'autre part une enceinte telle que 2, des moyens pour disposer les éléments 1 dans la cavité centrale 3 de l'enceinte 2 notamment des moyens de coulissement et éventuellement des moyens pour assurer une solidarisation relative d'extrémité des éléments 1 et de l'enceinte 2 notamment des moyens de soudage. I1 va de soi que l'invention est susceptible de nombreuses variantes et formes d'exécution. REVENDICATIONS 1. Dispositif monobloc et allongé d'absorption d'énergie mécanique - notamment de percussion ou vibration - applicable notamment à un véhicule, tel qu'un pare-chocs, comportant en combinaison une pluralité d'éléments internes 1 en un matériau déformable élastiquement, allongés, notamment cylindriques et tubulaires ou profilés, juxtaposés transversalement c'est-à-dire placés les uns au voisinage ou au contact des autres, et une enceinte externe 2 en un matériau déformable élastiquement, allongée, notamment de forme cylindrique et tubulaire ou profilée, définissant une cavité centrale 3 ayant une ouverture d'introduction des éléments internes 1, constituant l'unique organe de maintien et d'association monobloc des éléments internes 1, ces derniers n'étant pas reliés directement rigidement l'un à l'autre dans le sens transversal et sur toute leur longueur de manière à permettre lors de l'application d'une charge, un glissement transversal relatif avec frottement d'un élément interne 1 par rapport à un autre élément ladjacent. 2. Dispositif d'absorption suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens localisés sectoriellement à l'une au moins des extrémités du dispositif empêchant ou limitant le glissement longitudinal relatif intempestif des éléments 1 et de l'enceinte 2 sans empêcher le glissement transversal relatif avec frottement. 3. Dispositif d'absorption suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ces moyens d'extrémité se présentent sous la forme notamment d'un élément rapporté ou de points de soudage. 4. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que plusieurs élé- ments internes forment un sous-ensemble monobloc, étant associés entre eux au moyen d'une enceinte secondaire. 5. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des charges occupant partiellement ou totalement l'espace interieur des éléments 1 et/ou les zones libres 5 entre ces éléments 1. 6. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens associés aux faces externes 6 des éléments 1 et/ou à la face interne 7 de l'enceinte 2 en vue de renforcer le frottement résultant du glissement transversal entre ces éléments 1. 7. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'assujettissement non rigides des éléments 1 les uns avec les autres. 8. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens propres à faciliter le coulissement axial relatif des éléments 1 et de l'enceinte 2 au moment de la réalisation du dispositif, notamment tel que téton coopérant avec une rainure rectiligne ou hélicoidale. 9. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que deux éléments 1 adjacents et en contact l'un avec l'autre le sont par une génératrice commune 8 ou par un tronçon de leur face externe 6. 10. Dispositif d'absorption suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'ouverture 9 de l'enceinte 2 permettant l'introduction des éléments 1 est longitudinale ou tranversale d'extrémité. 11. Procédé de réalisation d'un dispositif d'absorption d'énergie mécanique monobloc et allongé, notamment de percussion ou vibration, applicable notamment un véhicule tel qu'un parechocs dans lequel on exécute à part des éléments allongés, élas- tiquement déformables, caractérisé par le fait qu'on exécute également à part une enceinte allongée, élastiquement déformable, puis on fait coopérer les éléments déformables et l'enceinte en les disposant de façon déterminée dans la cavité de l'enceinte en réalisant à cet effet au moins un mouvement relatif au moins de coulissement notamment axial des éléments déformables et de 1' enceinte. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la coopération des éléments internes et de l'enceinte externe est réalisée simultanément ou successivement. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait qu'on opère également, pour réaliser la cooperation des éléments internes et de l'enceinte externe, un mouvement relatif de rotation autour de l'axe de coulissement de cet élément interne. 14. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé par le fait qu'on réalise egalement un mouvement complémentaire de mise en place de l'élément 1 dans l'enceinte 2. 15. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte une phase finale dans laquelle on met en place ou en oeuvre des moyens en vue d'empêcher ou de limiter le coulissement longitudinal relatif intempestif des éléments 1 et de l'enceinte 2. 16. Procédé suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que la mise en place ou en oeuvre de ces moyens de blocage consiste en un soudage transversal d'extrémité. 17. Machine pour la réalisation d'un dispositif d'absorption d'énergie mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour réaliser des éléments 1, des moyens pour réaliser une enceinte 2 et des moyens pour disposer les éléments 1 dans la cavité 3 de l'enceinte 2, ces derniers moyens comprenant notamment des moyens de coulissement.