Brevet FR2606133A1 — publié le 19880506

L'invention se rapporte au domaine des casques de protection contre les projectiles et concerne plus particulière- ment un procédé perfectionné pour fabriquer des casques, procédé qui utilise de la manière la plus efficace possible une matière textile qui constitue le matériau de base des casques. Les casques de ce type sont bien connus pour la protec- tion des personnes contre les shrapnelset d'autres projectiles. Les casques les plus modernes sont fabriqués d'un certain nombre de nappes de matière textile offrant une grande protection contre les projectiles, qui sont disposées dans un moule puis mises à la forme désirée du casque. Un matériau qui convient éminemment pour la fabrication de tels casques est fait d'un des "aramides" qui sont produits à partir de résines polyimides aromatiques et mis au point par Du Pont de Nemours, qui sont commercialisés sous les marques "Kevlar" et "Nomex". Ce matériau est relativement onéreux. De plus, il faut une quantité considérable de ce matériau pour fabriquer une coque de casque, du fait qu'un nombre relativement important de nappes est nécessaire pour produire un casque offrant le degré désiré de protection. Il va de soi qu'il est très désirable de faire l'usage le plus efficace possible des matériaux dont on dispose pour former les différentes nappes. On connaît grosso modo deux procédés de l'art antérieur pour former des flans ou découpes d'o peuvent être constituées les nappes successives du corps d'un casque. Dans le premier de ces procédés, dont le brevet des EUA 2 532 442 est un exemple, des flans séparés sont découpés en fonction des besoins du matériau de base en feuille, avant d'être superposés dans un moule. Bien que ce procédé procure des casques ayant de bonnes caractéristiques de protection, il n'utilise pas de façon efficace le matériau de base, dont une grande quantité est gâchée lors du découpage en fonction des besoins. Dans le second procédé, dont le brevet des EUA 4 596 056 est un exemple, plusieurs morceaux séparés sont assemblés par un moyen quelconque pour constituer le flan disposé dans le moule. Bien que ce procédé permette un usage plus efficace du matériau de base dont on dispose, il est relativement compliqué et sa mise en oeuvre demande beaucoup de temps. De plus, dans certaines circontances, les 2606 1 3 3 nappes en morceaux n'ont pas satisfait les spécifications des clients. L'invention vise à apporter un procédé perfectionné pour la fabrication de casques de protection contre les projectiles, de même qu'un casque obtenu par ce procédé, lequel doit faire l'usage le plus efficace possible du matériau textile de base et qui doit permettre une fabrication rapide et facile. De plus, le procédé doit permettre de satisfaire toutes les spécifications de la clientèle et doit éviter de diminuer, dans quelque mesure que ce soit, le degré de protection procuré par le casque. D'autres buts encore, de même que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'une exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure1 est une représentation schématique d'un moule utilisé dans le procédé selon l'invention pour fabriquer des casques; - la figure 2 est une vue en plan d'une partie d'une feuille du matériau de base, illustrant la manière de découper les flans destinés à former les nappes; - la figure 3 est une vue en plan d'une forme de flan utilisable dans le procédé selon l'invention; - la figure 4 est une vue en plan d'une autre forme de flan utilisable dans ce procédé; - la figure 5 est une vue en élévation d'un flan après sa conformation dans le moule de la figure 1 lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention; - la figure 6 est une vue en élévation du flan de la figure 5 mais après sa rotation sur environ 60 autour de son axe vertical; et - la figure 7 est une vue schématique partielle d'un empilage de nappes d'un exemple d'un casque obtenu par le procédé selon l'invention. Pour confectionner un corps de casque selon le procédé de l'invention, dont un mode de mise en oeuvre préféré est décrit ci-après, on commence par superposer plusieurs nappes 14 dans L'empreinte d'une première partie de moule ou matrice 10. Lorsqu'un nombre prédéterminé de nappes a été mis en place, on fait pénétrer une partie de moule complémentaire ou poinçon 12 sous pression dans l'empreinte de la matrice 10 pour donner la forme du corps de casque aux nappes. Cette opération de réunion de la matrice 10 et du poinçon 12 peut être réalisée une ou plusieurs fois au cours de la formation d'un corps de casque complet. Le procédé de l'invention permet l'utilisation optimale du matériau de base des casques. Dans un pan de tissus 16, fait d'un matériau adéquat comme le "kevlar" par exemple, on découpe, à cet effet, des flans 18. La demanderesse a découvert que la forme hexagonale des flans représente à la fois une forme presque idéale pour constituer une nappe de casque et permet aussi d'utiliser le plus efficacement possible toute la surface du pan 16. Il est à noter que dans le découpage du pan pour obtenir les flans 18, il subsiste, sur l'un des bords, des chutes 20 dont la forme correspond à la moitié d'un hexagone. Le découpage s'effec- tue de manière que des chutes 22 et 24 se forment sur un autre bord du pan 16. Dans le but de préparer ensuite un flan 18 pour servir de nappe d'un casque, on coupe le flan 18 suivant des lignes 26, 28, , 32) 34 et 36 qui partent des sommets de l'hexagone vers l'inté- rieur, en direction du centre du flan. Chacune des coupes ainsi réalisées s'étend sur une distance D à partir d'un sommet vers le centre du flan, de sorte qu'on obtient ensuite une partie centrale 38, de forme générale circulaire et avec un diamètre B, et des segments 40, 42, 44, 46, 48 et 50 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de la partie centrale 38. La dimension A, qui est la dis- tance entre deux côtés parallèles de l'hexagone, et la dimension C, qui est la longueur d'un des côtés de l'hexagone, ont été choisies en fonction de la grandeur que doit avoir la nappe à l'emplacement particulier qui lui est destiné dans le corps du casque. Il est possible de faire en sorte que la partie centrale 38 possède la même grandeur dans tous les flans. La mise en oeuvre du procédé de l'invention permet aussi d'utiliser totalement les chutes 20 et une partie des chutes 22 et 24. Comme on peut le voir sur la figure 4, deux chutes 20, dési- gnées dans cet exemple par 20a et 20b, peuvent être disposées par leurs grands côtés l'une contre l'autre, de manière à former un hexagone complet. Un morceau 54 du matériau de base, découpé par exemple d'une des chutes 22 et 24, est fixé ensuite aux deux chutes a, 20b ainsi positionnées, par un moyen adéquat quelconque, par soudage à ultrasons par exemple. On voit que le morceau 54 possède une longueur qui est sensiblement égale au diamètre B et qu'il est disposé sur les deux chutes 20a et 20b de manière à recouvrir toute l'étendue du diamètre B avant qu'il ne soit soudé en place. Le flan ainsi obtenu possède la même configuration générale que le flan de la figure 3. Bien qu'une coque de casque confectionnée entièrement avec des flans du type représenté sur la figure 4 puisse ne pas être acceptable pour certains utilisateurs, un casque comportant un nombre minimal de tels flans est acceptable de manière générale. Les figures 5 et 6 montrent un flan après sa mise en forme dans la matrice 10. On voit que les segments voisins 40, 42, 44, 46 et 48 chevauchent: par exemple, le segment 44 chevauche sur le segment 46, celui-ci chevauche sur le segment 48, et ainsi de suite. Le degré de chevauchement est tel que chaque flan ou nappe, dans cet état, comporte des premières parties qui sont chevauchantes, donc de double épaisseur, et des secondes parties qui ne sont pas chevauchantes et sont donc de simple épaisseur. Pour en tenir compte, on fait tourner les flans ou nappes successifs lorsqu'ils sont mis en place dans le moule, pour faire en sorte que les secondes parties, non chevauchantes, d'une nappe, soient couvertes par des premières parties ou parties chevauchantes d'autres nappes. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, on tourne chaque couche ou nappe d'un angle tel, par rapport à la précédente, que la quatrième nappe occupe de nouveau la même position que la première. Avant la mise en place des différentes nappes dans le moule, on calcule les grandeurs que doivent avoir les nappes à diffé- rents endroits pour obtenir l'épaisseur requise du matériau de protection à l'endroit en question dans le casque fini. Pour réaliser ce calcul, on trace une série de cercles à différentes distances d'un axe vertical passant par le point le plus haut du sommet d'un casque fini ayant la configuration désirée. Ensuite, on calcule les besoins, en termes de centimètres de circonférence par exemple, dans la zone en question du casque, pour obtenir l'épaisseur désirée en matériau de base. Il est facile à comprendre que le nombre de nappes, les dimensions des différentes nappes et la manière de les empiler varient avec le type et la taille du casque. Le tableau ci-dessous donne les dimensions de dix- neuf nappes constituant un type de casque ou de préforme de casque. Nappe n A B C D (en cm x 2,54 ou pouces) 1 20 6 11,548 8,548 2 20 6 11,548 8,548 3 20 6 11,548 8,548 4 16 6 9,237 6,237 20 6 11,548 8,548 6 12 6 6,928 3,928 7 20 6 11,548 8,548 8 8 6 4,619 1,619 * 9 20 6 11,548 8,548 8 6 4,619 1,619 * 11l 20 6 11,548 8,548 12 20 6 4,619 1,619 13 20 6 11,548 8,548 14 6 6 3,464 0,464 20 6 11,548 8,548 16 6 6 3,464 0,464 17 20 6 11,548 8,548 18 6 6 3,464 0,646 19 20 6 11,548 8,548 * réalisable selon la figure 4. 2606 1 3 3 Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'inven- tion, Le découpage des flans consiste à découper un certain nombre de premiers flans, relativement grands, et à découper un certain nombre de seconds flans, devenant progressivement plus petits, et la mise en place des flans comprend la disposition de seconds flans de grandeur progressivement plus petite entre des premiers flans à mesure que l'empilage progresse. Cette alternance de flans d'une première grandeur avec des flans de grandeur progressivement décrois- sante est visible aussi dans les colonnes A, C et D du tableau. Il ressort clairement de ce qui vient d'être décrit que le procédé selon l'invention convient particulièrement pour l'envoi, aux futurs utilisateurs des casques, de lots complets, prêts à la confection des casques, qui comportent chacun les flans nécessaires à la confection d'un modèle et d'une taille de casque particuliers. Par exemple, pour la confection d'une préforme de casque du type réalisable avec les flans selon le tableau, on enverra à l'opéra- teur un lot contenant les flans de ce tableau en nombre et dans l'ordre convenables.Un certain nombre de lots peuvent être empilés en disposant un séparateur d'un type quelconque entre eux. Il est possible aussi d'utiliser uniquement des flans de grandeur progressivement décroissante. Lors de la mise en oeuvre du procédé pour fabriquer une préforme de casque, chacune des nappes est découpée de la manière décrite dans ce qui précède d'un tissu de haute résistance aux pro- jectiles, qui est de préférence fait d'un aramide que l'on peut se procurer facilement auprès de plusieurs fournisseurs et sous diffé- rentes marques. Ensuite, les flans découpés sont enduits des deux côtés avec des quantités égales de résine à stratifier, pouvant être constituée, par exemple, d'un système catalysé composé de 50 % de phénol formaldehyde et de 50 % de polybutyral de polyvinyle sous forme de résines. A titre d'exemple, pour la réalisation d'une préforme selon le tableau à l'aide d'un appareil de moulage comme celui représenté sur la figure 1, pour obtenir l'empilage illustré sur la figure 7, l'opérateur plie d'abord le premier flan ou disque à 2606 1 3 3 branches extérieur, pour Lui donner à peu près la configuration visible sur Les figures 5 et 6, en prenant la précaution d'orienter toutes les parties chevauchantes (par exemple les parties de recou- vrement situées à l'intérieur) dans le même sens. Le flan ainsi plié est ensuite mis en place dans la matrice 10. Après cela, le flan destiné à constituer ta nappe 2 est plié, en s'assurant également que toutes les parties chevauchantes aient la même orien- tation, puis elle est mise en place par-dessus le premier flan dans la matrice 10, en décalant la deuxième nappe et les nappes suivantes d'une quantité suffisante, par rapport à la première, pour que chaque quatrième nappe occupe la même position. Les six nappes suivantes, jusqu'à la nappe 8, sont mises en place dans la matrice, puis le poinçon 12 est introduit sous pression dans l'empreinte de la matrice 10. Après la réouverture du moule et la mise en place des quatre nappes suivantes dans l'empreinte de la matrice 10, comme décrit dans ce qui précède, la presse contenant les deux parties du moule est manoeuvrée de nouveau. Cette opération est répétée à la suite de la mise en place des quatre nappes suivantes. Le poin- çon 12 est enfoncé une dernière fois dans l'empreinte de la matrice 10 après la mise en place des trois dernières nappes. Après cela, la préforme complète est étanchée tout au long de son bord à l'aide d'un pistolet chauffant. La préforme finie peut être retirée ensuite de la matrice 10. On voit donc que les objectifs de l'invention, mentionnés au début ont tous été atteints. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. 260 6 1 33 REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer un corps de casque de protection contre Les projectiles, caractérisé en ce qu'il com- prend La formation de flans (18) de forme polygonale régulière d'un matériau en feuille de haute résistance aux projectiles, La coupe des flans suivant des lignes (26, 28,..., 36) partant des sommets du polygone et s'étendant sur une distance prédéterminée vers le centre du polygone, de manière que soit créée une zone centrale (38) de forme générale circulaire, qui est entourée par des segments (40, 42,..., 50), La disposition des flans dans une partie de moule ou matrice (10), de manière que les segments voisins de chaque flan chevauchent, et l'appLication d'une pression à l'empi- lage de flans ainsi mis en place pour former le corps de casque. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque flan possède des premières parties chevauchantes et des secondes parties non chevauchantes et la mise en place comprend la rotation des flans successifs, lorsqu'ils sont disposés les uns sur les autres, de manière à décaler les parties chevauchante d'un flan par rapport aux parties chevauchantes du flan voisin. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le découpage consiste à découper des premiers flans, relativement grands, et à découper des seconds flans, devenant progressivement plus petits, et la mise en place comprend l'interposition de seconds flans de grandeur progressivement décroissante entre des premiers flans à mesure que l'opération de mise en place progresse. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les flans (18) ont une forme hexagonale et sont découpés d'un matériau en feuille. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les lignes de coupe s'étendant des angles du poly- gone vers le centre sont réalisées de manière que les zones centrales (38) des flans possèdent toutes la même dimension. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'opération de mise en place consiste à mettre en place des flans progressivement plus petits à mesure que l'opération avance. 2606 1 3 3 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel une feuille dudit matériau possède un bord droit et dans lequel le découpage produit des chutes (20) ayant la forme de la moitié d'un hexagone, le procédé comprenant l'assemblage de deux de ces chutes (20a, 20b) pour constituer un flan hexagonal. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'assemblage comprend la fixation d'un morceau (54) dudit matériau sur les deux chutes (20a, 20b). 9. Coque ou corps de casque pour la protection contre les projectiles, obtenu par Le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il com- prend des nappes (18) de matériau en feuille ayant une haute résis- tance aux projectiles, chacune de ces nappes étant formée d'un flan hexagonal présentant des fentes (26, 28,..., 36) qui partent des angles de L'hexagone en direction de son centre, de manière à définir une zone centrale (38) de forme générale circulaire et des segments (40, 42,..., 50) qui s'étendent vers l'extérieur à partir de cette zone centrale, les segments voisins de chaque nappe étant disposés pour se chevaucher, de manière que chaque nappe possède des premières parties chevauchantes et des secondes parties qui ne sont pas chevauchantes. 10. Coque de casque selon la revendication 9, dans laquelle les parties chevauchantes d'une nappe sont décalées par rapport aux parties chevauchantes d'une nappe voisine. 11. Coque de casque selon la revendication 10, compre- nant un certain nombre de nappes dont La grandeur diminue de la surface extérieure vers l'intérieur de la coque. 12. Coque de casque selon la revendication 10, compre- nant un certain nombre de premières nappes relativement grandes et un certain nombre de secondes nappes relativement petites, lesquelles sont disposées chacune en sandwich entre deux grandes nappes. 13. Coque de casque selon la revendication 12, dans laquelle les secondes nappes comportent des nappes dont la grandeur diminue du c8té extérieur vers l'intérieur de la coque.