Brevet FR2542668A1 — publié le 19840921

La présente invention est relative aux casques de protection utilisés par exemple par les conducteurs de véhicules, notamment les pilotes d'automobiles de course, de motocyclettes, d'avions ou autre engins de sport,et les personnes travaillant dans des usines ou sur des chantiers, notamment d(u bâtiment et des travaux pu- blics, ainsi que dans tous les autres cas o il est né- cessaire de protéger la tête d'un utilisateur des chocs violents. Ces casques sont habituellement constitués d'une coquille en une matière légère et dure telle que par exemple une matière plastique résistante aux chocs qui forme l'élément rigide dans lequel est fixée une garniture intérieure ou calotte souple et élastique d'amortissement qui est au contact de la tête de l'uti- lisateur. La matière utilisée pour la coquille rigide est habituellement une matière plastique, thermoplastique, ou en un tissu imprégné d'une résine synthétique Les matiè- res thermosplastiques sont actuellement préférées en raison du fait qu'elles permettent une fabrication indus- trielle permettant d'abaisser les coûts. L'inconvénient de cette technique est la quali- té très moyenne des produits obtenus et habituellement seuls des matériaux de rigidité très moyenne peuvent être utilisés dans de bonnes conditions de vieillissement. En conséquence, la calotte ou garniture d'amortissement classique réalisée principalement à partir de mousse de matière plastique ou d'élastomère ne constitue pas la solution idéale en vue d'obtenir les propriétés d'amor- tissement voulues du casque. L'invention a pour but de remédier à cet in- convénient en réalisant une calotte ou garniture inté- rieure d'amortissement en un matériau léger ayant d'excel- lentes propriétés d'absorption de l'énergie et pouvant suppléer aux défauts des matières utilisées pour la co- qu.ille et assurer en même temps une meilleure répartition et absorption des forces en cas de choc. Le matériau connu sous la désignation de "nid d'abeilles', réalisé à partir d'un clinquant métal- lique, par exemple d'aluminium d'une épaisseur de par exemple 20 à 90 p s'est révélé présenter des propriétés extrêmement intéressantes d'absorption d'énergie et donc d'amortissement tout en ayant un faible prix de revient. Cependant ce matériau "nid d'abeilles",réa- lisé à partir de bandes de clinquant métallique paral- lèles soudées entre elles en des points décalés en quin- conces et ensuite écartées les unes des autres pour former un matériau modulaire constitué d'une multitude d'alvéoles de forme hexagonale, s'il est extrêmement souple dans le sens de l'expansion perpendiculairement au plan des lames, présente une grande rigidité et une grande fragilité dans sonplan. Il n'a en conséquence pas étë possible jus- qu'à présent d'utiliser un tel matériau en raison de l'impossibilité de le former en coquille hémisphérique. L'invention a pour but de récoudre ce pro- blème afin d'utiliser les propriétés de ce matériau pour réaliser des calottes de garniture d'amortissement dans des casques de protection. L'invention a en conséquence pour objet un procédé de fabrication d'un élément à surface courbe au moyen dudit matériau "nid d'abeilles"mstallique tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on "brise" la rigidité d'une planche plane de "nid d'abeilles"en la forçant à passer avec serrage entre plusieurs rouleaux dont les axes parallèles sont disposés de manière à lui imprimer successivement plusieurs changements de direc- tion à peu près à angle droit. A la suite de ce traitement, les parois des alvéoles hexagonaux se trouvent plissées parallèlement à leur plan et transversalement à leur longueur, ce qui permet une déformation différentielle de ces parois, dont les plis peuvent s'étendre sur l'un de leurs bords tandis qu'ils se resserrent sur le bord opposé On peut alors imprimer à la planche de matériau "nid d'abeilles" -ainsi traitée uneforme partiellement sphérique au moyen d'une empreinte présentant la surface courbe désirée. L'invention a encore pour objet une garni- ture d'amortissement ou calotte intérieure pour casque de protection caractériséeen cequ'elle est constituée par un élément partiellement sphérique réalisé au moyen du procédé défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels la Fig 1 est une vue en perspective d'un fragment d'une planche d'un matériau "nid d'abeilles" formé à partir de clinquant d'aluminium;; la Fig 2 montre le même fragment de maté- riau "nid d'abeilles'après traitement suivant l'inven- tion; les Fig 3 A et 3 B montrent les différentes phases de traitement et de formage d'un matériau à absorption d'énergie pour la fabrication d'une calotte de garniture pour casque de protection suivant l'inven- tion; les Fig 4 A et 4 B montrant deux phases de la fabrication d'une calotte; la Fig 5 montre schématiquement la for- mation de la calotte; la Fig 6 est en vue de la phase finale de fabrication de la calotte suivant l'invention. On a représenté à la Fig 1 un fragment d'une planche de matériau "nid d'abeilles"formé de bandes d'un clinquant d'aluminium d'une épaisseur comprise en- tre 20 et 90 p soudées entre elles par points en quin- conces, les bandes étant ensuite étirées dans une direc- tion perpendiculaire à leur plan On obtient ainsi un matériau modulaire formé d'une multitude d'alvéoles hexa- gonaux. On comprend que ce matériau présente une grande souplesse dans le sens latéral (flèches F, Fig 1), les alvéoles étant libres de se déformer plus ou moins en largeur et en-longueur, mais par contre résiste à toutes tentatives de déformation hors de son plan en raison du fait que les parois des alvéoles sont inextensibles. Ce matériau présente cependant d'excellentes propriétés d'absorption d'énergie en raison de la faible épaisseur du clinquant qui le constitue et dont les la- mes, considérées individuellement, ne prlsentent qu'une faible résistance à l'écrasement sur champs, mais cette résistance est considérablement multipliée par le fait que les bandes constituent des hexagones adja- cents à parois communes, ces propriétés étant bien con- nues dans la technique. Pour pouvoir donner à une telle planche de matériau "nid d'abeilles"une forme partiellement sphé- rique, il est prévu suivant l'invention de briser sa rigidité en déformant les parois des alvéoles en les plissant dans leur plan, c'est-à- dire ?arallèlement aux sommets des angles des hexagones Les parois de ceux-ci peuvent alors être incurvées tout en restant dans leur plan, les plis formés sur l'un des bords de chaqué lame pouvant s'ouvrir tandis que les plis formés sur le bord opposé peuvent se fermer. La partie supérieure de la Fig 3 A montre comment suivant l'invention, on peut obtenir ce résultat. On fait passer une planche 2 de matériau "nid d'abeilles"formé comme indiqué ci-dessus entre trois rouleaux ou cylindres successifs 3, 4 et 5 à surfa- ce dure dont les axes sont disposés en quinconces de manière à imprimer à la planche 2 un premier changement de direction en a peu près à 900 entre les cylindres 3 et 4, suivi d'un second changement de direction en b également à peu près à 90 autour du cylindre 4 puis un dernier changement de direction en c entre les cylin- dres 4 et 5 pour reprendre sa direction initiale de dé- placement comme représenté en 6. Au cours de ces trois changements de direc- tion consécutifs, la planche 2 maintenue rigidement sous une lègère pression entre les surfaces des cylindres se trouve contrainte de se déformer par plissement des lames qui la composent-parallèlement aux arêtes des an- gles formés par les côtés des hexagones. En effet, les lames sont contraintes de former des plis sur une partie de leur largeur adjacen- te au cylindre 3, ces plis s'ouvrant lors du passage autour du cylindre 4 tandis que d'autres plis se forment dans la partie de la bande adjacente à ce cylindre et l'inverse se produisant au franchissement du troisième cylindre 5. Les lames constituant les côtés des alvéoles se trouvent ainsi ondulées ou plissées sur toute leur largeur à la sortie du dispositif, comme représenté à la Fig 2, donnant ainsi une possibilité d'allongement aux parois des alvéoles. On se référera maintenant aux Fig 3 A et 3 B pour décrire le procédé utilisé suivant l'invention pour former une calotte de garnissage d'un casque de protec- tion suivant l'invention. Simultanément au passage de la planche 2 de matériau "nid d'abeilles"entre les cylindres 3, 4 et 5, on fait passer une seconde planche 2 a dans le même sens entre des rouleaux 3 a, 4 a,5 a disposés d'une façon identi- que mais en sens opposé, afin d'obtenir deux planches assouplies 6, 6 a entre lesquelles on fait passer une feuille 9 d'une matière souple mince, par exemple une feuille d'une matière thermoplastique pouvant avoir une épaisseur comprise entre 5/10 et 20/10 et on applique simultanément une couche d'une colle à prise rapide, par exemple une colle néoprène-en 7 et 7 a sur les faces en regard des planches 6 et -6 a de matériau "nid d'abeille" et une couche 8, 8 a d'une colle analogue sur la feuille de matière thermoplastique 9. En se reportant à la Fig 3 B, on fait passer les deux planches 6, 6 a entre deux autres cylindres 3 Q,30 a dont l'écartement correspond à l'épaisseur totale des deux planches 6, 6 a plus la feuille 9 de matière thermoplas- tique, ces cylindres appliquant les deux planches l'une contre l'autre et les collant sur les faces opposées de la feuille 9 On obtient ainsi un sandwich 10 qui est formé de deux épaisseurs de matériau "nid d'abeilles" collées de part et d'autre d'une âme souple 9 en matière thermoplastique. Ce matériau 10 relativement souple est ensui- te découpé comme représenté à la Fig 4 A au moyen d'une matrice 11 en portions ou flans 12 appropriés pour cons- tituer une calotte de casque de protection. Ce flan présente en plan une forme par exemple en étoile d'une façon bien connue dans la technique et dont le découpage permet d'obtenir une surface régulière sans différences de densité. Le flan 12 est ensuite chauffé entre des rampes chauffantes 13, 14, la chaleur étant immédiatement transmise par le clinquant d'aluminium constituant le ma- tériau "nid d'abeilles"à la feuille 9 de matière thermo- plastique qui se ramollit rapidement et on place à ce mo- ment le flan 12 dans une forme creuse 15 dans laquelle il subit une opération de formage au moyen d'une matri- ce 16 de façon connue dans la technique. On laisse le flan refroidir dans la forme , puis on l'en extrait pour l'opération finale de la f^brication du casque qui consiste à placer la calotte 17 obtenue dans une coquille 18 Une feuille 20 de polyuréthane est collée sur la-surface interne de la calotte-et l'ensem- ble est disposé sur une forme 21 traversée d'un réseau de conduits 22 et sur laquelle a été préalablement dis- posée une feuille 23-d'un tissu étanche et on injecte une mousse de polyuréthane entre la calotte 17 et la feuille 23, comme représenté en 24, la mousse ainsi formée assurant le confort du contact avec la tête de l'utilisateur Simultanément, à l'introduction de la mousse, on applique une dépression par les conduits 22 et on referme le couvercle du moule par dessus la coquil- le 18. On comprend que la feuille 20 de polyurétha- ne empêche la mousse de pénétrer à l'intérieur des alvéoles. Le casque terminé est ensuite retiré du moule. La calotte 17 formée d'un sandwich de maté- riau "nid d'abeilles"à parois minces présente d'excel- lentes propriétés d'absorption d'énergie tout en étant légère et en outre le volume d'air emprisonné dans les alvéoles constitue un excellent isolant thermique confé- rant ainsi un avantage supplémentaire au casque réalisé suivant l'invention. -On remarquera que le matériau sandwich dont est constituée la calotte 17 pourrait être réalisé au moyen de deux planches de matériau "nid d'abeilles"ayant des épaisseurs et/ou des densités d'alvéoles différentes. Bien entendu, la feuille 23 de tissu est d'une nature appropriée pour assurer un contact agréable et le maximum de confort à l'utilisateur. REVEND ICAT IONS 1 Procédé de fabrication d'un élément à surface courbe à partir d'une planche rigide d'un ma- tériau du type "nid d'abeille" formé de minces bandes métalliques parallèles soudées les unes aux autres par points décalés et étirées en les écartant les unes des autres pour former des alvéoles réguliers, caractérisé en ce qu'on brise la rigidité d'une planche plane dudit matériau en la forçant à passer entre plu- sieurs cylindres ( 3, 4, 5) à surface dure dont les axes parallèles sont disposés de manière à lui imprimer autant de changements de direction à peu près à angle droit afin de plisser, ou onduler, les parois des alvéoles à peu près parallè- lement aux arêtes des sommets formés par les côtés de ceux-ci, on forme un sandwich ( 10) en collant au moins une planche ( 6, 6 a) ainsi traitée sur une feuille ( 9) d'un matériau thermoplastique, on chauffe le sandwich jusqu'à la température de ramollissement du matériau thermoplastique, on dispose le sandwich sur une forme ayant la courbure désirée et on le laisse refroidir. 2 Elément partiellement sphérique formé à partir d'au moins une planche d'un matériau "nid d'abeille" formé de bandes de métal mince, caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé tel que défini suivant la revendication 1. -3 Elémént suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites bandes sont faites d'un clinquant de métal ayant une épaisseur compriseentre et 90 p. 4 Casque de protection, du type comprenant une coquille en matière rigide dure-et une calotte de - garniture intérieure adaptée pour amortir les chocs, caractérisé en ce que ladite calotte de garniture est formée d'un matériau absorbant l'énergie, constitué par un élément partiellement spérique tel que défini suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3