Brevet FR2641493A1 — publié le 19900713

ELEMENT DE SOUTIEN A RIGIDITE ASSERVIE L'invention concerne les éléments de soutien à rigidité asservie comportant une enveloppe soumise à une pression d'asservissement. L'invention s'applique à titre d'exemples non limitatifs aux pièces de mobilier tels que des sièges, banquettes ou canapés. L'invention concerne plus particulièrement un élément de soutien adaptable à la morphologie d'un quelconque utilisateur dans le but d'obtenir un maintien et un soutien dans une position anatomiquement correcte qui n'occasionne aucun phénomène de fatigue ni ne produit de déformation de la colonne vertébrale susceptible de provoquer la lordose ou la cyphose. La publication FR-A 2 096 133 décrit un siège dont le dossier est équipé d'un coussin contenant une masse poreuse compressible élastiquement mise en communication avec une source de dépression. Cette source règle 1' épaisseur du coussin jusqu' à ce que sa rigidité soit suffisante pour résister à la compression due à la charge communiquée par l'utilisateur du siège. On constate, toutefois, qu'une telle conception du dossier est inadaptée aux nécessités d'un maintien latéral du tronc et de la lordose sacro-lombaire au cours des changements de posture de 1' utilisateur du siège. La publication EP-A O 113 613 décrit un siège incluant une enveloppe PVC cloisonnée contenant une couche de particules telles que des billes de polystyrène. Cette enveloppe est réunie au moyen d'une tuyauterie à une pompe à vide. Lorsque la succion s' établit, les parois de 1' enveloppe compriment les billes de polystyrène sans variation sensible de volume, en créant une cohérence entre les billes qui durcit la couche dans la position requise par la position assise de 1' utilisateur du siège. L' éclatement des billes consécutif aux vibrations extérieures et 3 frottements communiqués à 1' enveloppe se traduit par une perte totale de l'efficacité de l'élément de garnissage. De plus, il s'avère difficile de réaliser une bonne répartition des billes lorsque l'enveloppe est située dans un plan non horizontal. -2 On connaît, en outre, par la publication DE-GM 76 17 960 un appui dorsal consistant en des manchons pneumatiques. Des pompes équipées chacune d'un clapet d' échappement permettent de règler individuellement la pression intérieure de chaque manchon et d'adapter 1' appui dorsal aux besoins de 1' utilisateur. Une modification de 1' effet d'appui durant la marche du véhicule est difficile, en particulier pour le conducteur, et n'est rendue possible que si 1' organe de manoeuvre a été conçu pour pouvoir être utilisé d'une seule main. L'invention a pour objet un élément de soutien à rigidité asservie comportant une enveloppe extérieure et une charge intérieure perfectionnée dans le but d' éviter les inconvénients constatés sur les charges à billes. Conformément à l'invention, la charge est constituée par une structure stratifiée flexible dont les différentes strates sont montées à déplacement relatif sous l'effet d'une répartition non uniforme de la force de compression de la charge en l'absence de toute pression d'asservissement et dont on soumet 1' enveloppe à une variation de pression pour supprimer tout déplacement relatif entre les différentes strates en leur conférant la rigidité nécessaire. L' élément de soutien ainsi réalisé remplit la fonction de rigidification et trouve sa place, par exemple dans la confection de garnitures d'habillage en association avec des dispositifs de règlage à poches d'air gonflables. Il pourra, notamment, comporter une épaisseur constante sensiblement plus réduite quelque soit la position d'utilisation et être obtenu aisément par des procèdés de découpage automatisés. D'autres caractéristiques et avantages de 1' invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation de l'élément de soutien et d'un exemple de confection d'un siège qui en fait 1' application en référence au dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une représentation en perspective de 1' armature du siège avec un ensemble d'appuis montés sur le dossier, - La figure 2 est une vue en coupe de 1' élément de soutien constitué par une enveloppe extérieure étanche entourant une charge intérieure stratifiée à feuilles superposées, - La figure 3 est une vue en perspective de l'élément de soutien constitué par une enveloppe extérieure étanche entourant une charge intérieure stratifiée avec incorporation de une ou plusieurs strates compressibles, et de grilles autorisant un effet d'encastrement, - La figure 4 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de l'élément de soutien utilisant des moyens mécaniques d'immobilisation par effet de verrouillage, - La figure 5 est une représentation de la variante de réalisation selon la figure 4 à la suite d'une mise sous vide de l'enveloppe, - La figure 6 se rapporte à une variante de réalisation de l' élément de soutien tel que représenté à la figure 4, - Les figures 7a, 7b - 8a, 8b décrivent des variantes de réalisation de i' élément de soutien dans lesquelles les moyens mécaniques d'immobilisation relient directement les strates extérieures au travers de la ou des strates médianes, - La figure 9 décrit une autre variante de réalisation de 1' élément de soutien dans laquelle l'enveloppe étanche se situe à l'intérieur de l' élément de soutien, La figure I représente une zone d'appui dorsal 3 disposé sur 1' armature du dossier I d' un siège de véhicule automobile recouvert d' un rembourrage 2. * La zone d'appui dorsal 3 se prolonge à droite et à gauche par deux zones d'appuis latéraux 4, 5. Un système de règlage 10 actionné par 1' intermédiaire d'organes de manoeuvre tel qu'un ensemble manipulateur 11 repose, d'une part sur l'armature rigide 12 qui définit la surface de charge du dossier, et qui est fixée ainsi que cela est connu entre les montants latéraux 13 de 1' armature du dossier, et d'autre part sur des -4- supports 14, 15 des coussins de rembourrage additionnels respectivement portés par les montants latéraux 13. Le système de règlage 10 est recouvert par une garniture de fibres 28 agglomérées par un liant approprié, dans le but de conférer au siège la perméabilité et 1' aération souhaitées et d'assurer une meilleure répartition des pressions du tronc sur le dossier. Le système de règlage 10 et la garniture de fibres sont recouverts par le rembourrage 2 et constituent de la sorte l'ensemble des appuis dorsal 3 et latéraux 4, 5. Le système de règlage est ici constitué par deux éléments de soutien superposés 16, 17 dont la taille est modifiable par variation de leur pression interne. A cet effet, chacun des éléments 16, 17 est constitué par un organe creux dont les parois sont imperméables au gaz. L'unité 16 qui repose sur 1' armature 12 possède une forme prédéterminée par l'assemblage de trois coussins gonflables compartimentés 18, 19, 20 dont la configuration générale est en correspondance avec les différentes zones d'appui 3, 4, 5 et qui sont solidaires entre eux de manière à définir trois capacités gonflables séparément ou simultanément sous P'action des impulsions de gonflage communiquée par l'ensemble manipulateur. L'élément 17 tel que représenté à la figure 2 est constitué par une enveloppe extérieure 29 reliée par l'intermédiaire du manipulateur à une source de vide faisant partie d' un dispositif d' asservissement pneumatique dont un exemple de réalisation a été décrit par la publication EP-A 0 113 613. Dans 1' enveloppe 29 est contenue une charge 30 constituée par un ensemble de feuilles 31 souples et flexibles constituant une couche déformable sous 1' effet d' une répartition non uniforme de la force de compression. A titre d' exemple, la matière constitutive des feuilles peut être du papier, textile, plastique ou métal susceptibles de déplacements relatifs sous 1' effet d'une déformation dont les caractéristiques physiques (texture - épaisseur - coefficients de frottement) sont adaptées aux qualités de rigidité requises pour l'élément 17 lorsque l'enveloppe 29 communique avec la source de vide. Dans ce cas, la rigidité est obtenue par bloquage des feuilles sous pression par des forces de friction ou à la suite d'un effet d'encastrement ou de verrouillage. A cet effet, les feuilles 31 peuvent avoir des caractéristiques différentes e. Drésenter une surface à boutons ou pions engageables dans des dépressions ou des mailles d' une grille. Les feuilles peuvent également présenter des perforations, être découpées ou posséder des éléments de rigidification (plaques, anneaux, etc...) dans le but de faciliter la mise en dépression de l'enveloppe, augmenter la rigidité de la charge, améliorer la cohésion entre les feuilles ou éviter la formation de plis. Dans ce qui suit on conviendra de désigner par les mêmes références les éléments ou organes analogues entrant dans la composition des diverses charges 30. L'élément de la figure 3 comporte de la sorte une charge 30 constituée par au moins une strate réalisée dans une plaque 32 de caoutchouc mousse compressible disposée entre deux grilles 33 dans le but d'obtenir une pénétration de la plaque 32 dans les mailles de la grille lorsque 'enveloppe 29 est reliée à la source de vide. L' épaisseur de la plaque 32 est déterminée en fonction de la rigidité souhaitée. On réalise de la sorte une liaison mécanique entre les strates 32, 33 à la suite de la mise en dépression de 1' enveloppe 29. L' élément représenté aux figures 4 et 5 décrit une charge analogue à celle de la figure 3 dans laquelle la strate médiane est constituée par une grille telle que 33 disposée entre deux plaques 32a, 32b, elles-mêmes en contact avec deux grilles 34. Chacune des grilles 34 porte des pions positionnés perpendiculairement aux plaques 32a, 32b et orientés au travers desdites plaques vers la grille médiane 33. Lorsque 1' élément est soumis à une force de compression qui lui communique une courbure, les grilles 34 et les plaques 32a, 32b se déplacent relativement à la grille 33. Lorsque l'enveloppe 29 est reliée à la source de vide, les pions 35 des grilles 34 s'encastrent dans les mailles de la grille 33 et améliorent la liaison mécanique précitée en reliant les deux grilles 34 par un effet de verrouillage. Au cours du processus, les plaques 32a, 32b, dont I'épaisseur est légèrement supérieure à la longueur utile des pions 35, sont comprimées et les pions 35 s'encastrent dans la grille 33. Par contre, lorsque l'enveloppe 29 communique avec la pression atmosphérique, les plaques 32a, 32b retrouvent leur état initial et les pions 35 se désolidarisent automatiquement de la grille 33 par un effet de déverrouillage. Lors d'un changement de courbure de la charge 30, les pions 35 s'encastrent dans d'autres mailles de la grille 33. La réversibilité du verrouillage et du déverrouillage permet la modification à volonté de la forme de 1' élément de soutien. Selon l' exemple de réalisation représenté à la figure 6, la strate médiane est formée par deux ensembles de pions 35 montés en opposition et solidaires de deux grilles 34. Il sera, toutefois, possible de n'utiliser dans certaines configurations de 1' élément qu'une seule grille telle que 34 avec laquelle les pions 35 sont solidarisés et orientés selon deux directions opposées normales à ladite grille vers des grilles extérieures 33 en traversant respectivement deux plaques 32a, 32b compressibles. L'ensemble précité est protégé par des strates extérieures 37 dans le but de préserver l'enveloppe 29 des perforations éventuelles. Selon les figures 78, 7b, les pions 35 sont remplacés par des barres 38 de liaison des grilles extérieures 33 au travers de la plaque médiane compressible 32. Les barres 38 peuvent posséder un corps cylindrique de plus fort diamètre adapté à la conservation d'un écartement sensiblement constant entre les grilles 33 ainsi que cela est indiqué à la figure 7b, tandis que des tétons 38a situés à 1' extrémité desdites barres sont engagés dans les mailles des grilles 33. Selon la figure Sa, les barres 38 possèdent un renflement médian 38b et s' étendent au travers d'un ensemble de deux plaques compressibles 32a, 32b. Selon la figure 8b, les barres 38 sont solidaires d'une strate ou grille médiane 34. Ces dispositifs ont pour but d'obtenir le centrage correct des barres dans la couche stratifiée. Selon la figure 9, l' enveloppe étanche 29 constitutive de la strate médiane est à 1' intérieur de l' élément de soutien. Les parois extérieures de 1' enveloppe 29 portent des pions 35 solidaires de grilles 34 et s' étendent au travers de plaques compressibles 32a, 32b. l' enveloppe 29 7 2 6 4 1 4 9 3 - 7 - 2641493 contient un corps souple compressible 39 tel qu'une mousse alvéolaire. L'enveloppe 29 est reliée à une source de vide ou de pression dans le but d'obtenir un déplacement des pions perpendiculairement aux parois extérieures de l'enveloppe en direction de deux grilles extérieures 33. Les strates extérieures respectivement constituées par une paroi 37 de protection, par une housse d'habillage 40 et par les grilles extérieures 33 restent à la pression atmosphérique. Les grilles 33, les parois 37 et la housse 40 sont maintenues en position par un dispositif d' écartement 50 dans le but de maintenir 1' écartement des grilles 33 tout en autorisant une souplesse d'ensemble de 1' élément de soutien lorsque les pions 35 ne sont pas engagés positivement dans les mailles des grilles 33. Le mode de fonctionnement de 1' élément de soutien dépend de l'écartement initial des grilles 34, 33 et de la longueur des pions 35. Dans le cas o les pions 35 ne sont pas engagés dans les grilles 33 en position normale, lorsque l'enveloppe 29 est à la pression atmosphérique, lorsque l'enveloppe 29 est sous une oression supérieure à la pression atmosphérique, le corps 39 s' expanse, les pions 35 s'encastrent dans les grilles 33 et 1' élément de soutien se rigidifie. Supposons que les pions 35 soient engagés dans les grilles 33 en position normale, lorsque 1' enveloppe 29 est à la pression atmosphérique. Lorsque l' enveloppe 29 est reliée à une source de vide, le corps 39 se contracte, les pions 35 se dégagent des grilles 33 et 1' élément de soutien retrouve sa souplesse. Dans ce cas, les grilles 33 et 34 se déplacent parallèlement entre elles au cours de la mise en forme de l'élément de soutien. Le rétablissement de la pression atmosphérique permet à 1' enveloppe 29 de reprendre sa taille normale et 1' engagement des pions 35 dans d'autres mailles des grilles 33 dans le but de rigidifier 1' élément de soutien dans sa nouvelle forme. Dans ce mode de réalisation de 1' élément de soutien, la forme de ce dernier est maintenue à la pression atmosphérique et la source de vide n'est enclanchée que le temps nécessaire aux modifications de forme. Sans sortir du cadre de l'invention, il est bien évident que l'application d'une enveloppe intérieure étanche peut tout aussi bien convenir à l'exemple décrit en référence des figures 3, 7a, 7b, Sa, 8b. Dans ce dernier cas, les barres 38 s' étendront au travers de 1' enveloppe dont les parois localement soudées permettent 1' aménagement d'oeils de passage des barres telles que 38. Réciproquement, et à titre d'exemple non limitatif, les barres telles que 38 peuvent tout aussi bien remplacer les pions 35 utilisés dans 1' exemple de réalisation selon la figure 9. On comprend aussi que 1' élément de soutien trouve tout aussi bien une application dans la confection de matelas-gouttières et attelles utilisables dans le domaine médical que dans la confection de moules ou d' emballages industriels. - 9 2641493 REVENDICATIONS 1/ Elément de soutien à riridité asservie notamment de siège constitué par une enveloppe (29) étanche et une charge (30), caractérise par le fait que la charge (30) est constituée par une structure stratifiée flexible dont les différentes strates (31; 32, 33; 32a, 32b, 34) sont montées à déplacement relatif, sous l'effet d'une répartition non uniforme de la force de compression de la charge en 1' absence de toute pression d'asservissement et dont on soumet 1' enveloppe (29) à une variation de pression pour supprimer tout déplacement relatif entre lesdites strates (31; 32, 33; 32a, 32b, 34) en leur conférant la rigidité nécessaire. 21 Elérment de soutien selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la charge est constituée à partir de feuilles (31) enfermées dans une enveloppe (29) extérieure reliée à une source de vide et soumise à la pression atmosphérique extérieure. 31 Elément de soutien selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les feuilles possèdent un coefficient de frottement superficiel autorisant leur adhérence mutuelle lors d'une variation de pression. 4/ Elément de soutien selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les feuilles (31) sont dissemblables. / Elément de soutien selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les strates possèdent des moyens (33; 34, 35) mécaniques d'immobilisation à encastrement. 61 Elément de soutien selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens (33; 34; 35) mécaniques d'immobilisation sont répartis de part et d'autre d'une strate (32) compressible. 7/ Elément de soutien selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens mécaniques d'encastrement (35, 38) sont répartis de part et' d' autre d' une strate médiane (32, 39). ?641493 - 10o- 8/1 Elément de soutien selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la strate médiane est constituée par une grille (33) dont les mailles constituent les éléments de réception de pions (35) positionnés sur une strate (34) adjacente et s' étendant au travers de la strate (32) compressible. 91 Elément de soutien selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la strate médiane est constituée par un ensemble de pions (35) en opposition orientés en direction de deux grilles (33) adjacentes au travers de strates (32a, 32b) compressibles. / Elément de soutien selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les éléments d'encastrement sont constitués par des barres de liaison (38) de grilles (33) adjacentes à au moins une strate compressible (32, 32d, 32b). 11/ Elément de soutien selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les barres de liaison (38) comportent des moyens d' écartement des grilles (33) et s' étendent au travers de la strate (32, 32a, 32b) compressible. 12/ Elément de soutien selon l'une quelconque des revendications 1, , 6, 7, 9, 10, 11, caractérisé par le fait que l'enveloppe étanche (29) s'étend entre les pions (35) en opposition orientés en direction de grilles adjacentes (33) entre lesquelles est placé un dispositif d' écartement (50). 13/ Elément de soutien selon la revendication 12, caractérisé par le fait que 1' enveloppe (29) contient un corps (39) compressible dont l'expansion et la contraction sous l'effet d'une variation de la pression dans 1' enveloppe (29) commande le déplacement des pions (35) dans le sens d'un verrouillage ou de déverrouillae au contact des grilles adjacentes (33).