Brevet FR2688177A1 — publié le 19930910

L'invention concerne un siège de véhi- cule, en particulier pour autobus, comprenant un dossier et un coussin relié solidement et en particulier ajus- table au dossier et se composant d'une carcasse de coussin et d'un rembourrage, coussin qui est maintenu basculant sur un soubassement solidaire du véhicule autour d'un axe de basculement orienté transversalement au sens de marche et situé près de l'extrémité arrière du coussin, vue dans le sens de marche, et s'appuie sur le soubassement par l'intermédiaire d'un élément de déformation placé près de l'extrémité avant du coussin, vue dans le sens de marche. Un tel siège de véhicule sert en même temps d'élément passif de retenue pour un passager assis sur un siège de véhicule placé derrière lui en cas d'acci- dent Lors d'une collision du véhicule et de la décélé- ration brusque et extrême du véhicule qui y est liée, le passager projeté en avant est ainsi reçu de façon amortie par le dossier du siège se trouvant devant lui. La force d'impact du passager provoque un couple autour de l'axe de basculement et tendant à faire tourner le coussin en direction du soubassement Si la force exercée par ce couple sur l'élément de déformation dépasse une valeur prédéterminée, cet élément commence à25 s'affaisser de façon définie et le coussin bascule par l'avant en direction du soubassement pendant que l'éner- gie d'impact est consommée Le passager est ainsi retenu par le dossier du siège de devant sans que cela occa- sionne des pointes de forces trop importantes, généra- trices de blessures. Sur un siège de véhicule connu de ce type (DE 37 27 671 C 2), l'élément de déformation est réalisé d'une mousse absorbant de l'énergie, entourée d'une enveloppe et pourvue de possibilités de fixation au coussin et au soubassement L'enveloppe présente des points destinés à fléchir et formant des lignes de pliage lors de la compression de la mousse en cas d'accident Une telle pièce de déformation produit seulement une faible réduction de l'énergie d'impact au départ, jusqu'au moment o la mousse est comprimée à bloc C'est alors que se produit une forte absorption d'énergie, pendant que le niveau des forces appliquées s'élève fortement, si bien que la réduction d'énergie s'effectue dans son ensemble de manière relativement irrégulière sur la course de déformation disponible De plus, le comportement en déformation d'une telle pièce en mousse est très difficile à calculer et n'est donc pas facile à adapter à différents types de construction du siège de véhicule. Par le document DE 30 49 425 C 3, on connaît des pièces de protection en cas de collision, destinées à l'absorption irréversible d'énergie sous une charge de compression, qui sont réalisées comme des corps creux de forme allongée avec une enveloppe d'au moins un boudin de matériau composite à fibres Un tel corps creux possède un diagramme force- déplacement approximativement constant, c'est-à-dire produit une réduction d'énergie optimale à un niveau de forces presque constant De tels corps creux sont utilisés pour supporter le pare-chocs vis-à-vis des structures portantes de la carrosserie ou25 dans la zone du longeron avant du véhicule à des fins d'absorption d'énergie d'impact. Le but de l'invention est de perfectionner un siège de véhicule, du type mentionné au début, de manière que lors de l'affaissement de l'élément de30 déformation, l'énergie d'impact soit réduite avec maintien des forces à un niveau aussi constant que possible De plus, la réduction d'énergie doit pouvoir être calculée et ajustée simplement en fonction des besoins d'une construction de siège particulière. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat avec un siège de véhicule, du type défini au début, qui est caractérisé en ce que l'élément de déformation comporte un pluralité de corps creux ana- logues juxtaposés transversalement au sens de marche et ouverts en direction longitudinale, faits d'un matériau composite à fibres, qui s'appuient par leurs extrémités entre deux plaques de compression dont l'une est fixée à la carcasse du coussin et l'autre au soubassement, et que les plaques de compression sont maintenues appli- quées contre les corps creux par une liaison agissant exclusivement dans le sens de la traction entre la carcasse du coussin et le soubassement, liaison qui autorise une diminution de la distance entre les plaques de compression, mais empêche une augmentation de cette distance. Dans le cas du siège selon l'invention, en raison de la constitution de l'élément de déformation de plusieurs corps creux serrés axialement entre des plaques de compression et faits d'un matériau composite à fibres, la réduction d'énergie s'effectue à un niveau de forces qui est constant sur la course de déformation, si bien que l'énergie d'impact du passager est réduite de façon optimale Comme la liaison entre la carcasse du coussin et le soubassement n'agit pas dans le sens de la compression des corps creux, elle ne provoque pas de changement du niveau de forces Elle constitue seulement une liaison de forme stable entre le soubassement et la carcasse du coussin tant que les corps creux sont intacts et empêche le basculement en arrière du dossier avec soulèvement du coussin par rapport au soubassement lorsqu'une pression est exercée sur la surface d'appui du dossier. Des modes de réalisation avantageux du siège selon l'invention avec des perfectionnements et des développements de l'invention seront décrits ci-après. Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, un chanfrein, de préférence de 450, est prévu extérieurement sur une extrémité du corps creux Ce chanfrein évite une charge de pointe au début de l'af- faissement des corps creux, comme on peut le voir dans le diagramme force-déplacement de la figure 5. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les corps creux, réalisés de préférence sous la forme de tubes cylindriques, sont formés par enroulement de plusieurs couches d'un matériau composite à fibres, de préférence d'une matière plastique ren- forcée par des fibres de verre Par le nombre de couches enroulées, alors que la longueur axiale des tubes est préfixée, on peut ajuster différents niveaux de forces pour l'affaissement des tubes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins schématiques annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'un siège d'autobus; les figures 2 et 4 sont chacune une repré- sentation à plus grande échelle d'un détail du siège d'autobus selon la figure 1 avant (figure 2) et après (figure 4) un accident; la figure 3 est une représentation à plus grande échelle du détail III de la figure 2 et la figure 5 représente la caractéristique force-dépla- cement pour deux corps creux différents. Le siège du véhicule montré schématiquement par une vue de côté sur la figure 1, destiné à un autobus, comprend de façon connue un coussin 10 et un dossier 11 qui est relié solidement au siège sous un angle d'inclinaison pouvant être préfixé et généralement ajustable individuellement Le coussin se compose habituellement d'une carcasse, réalisée ici comme une coquille 12, et d'un rembourrage 13 placé sur35 la coquille 12 Cette dernière est montée sur un soubassement 14 qui relie le coussin et le dossier 11 solidement au plancher 15 du véhicule Le dossier 11 du siège sert en même temps d'élément passif de retenue pour un passager assis sur le siège de véhicule placé dans la même rangée derrière le siège représenté, en ce sens qu'il est destiné à recevoir ce passager de façon amortie, sans qu'il soit blessé, dans le cas d'une collision frontale du véhicule, ce qui demande la réduction définie de l'énergie d'impact du passager Dans ce but, la coquille 12 est maintenue basculante sur le soubassement 14, autour d'un axe de basculement 16 orienté transversale- ment au sens de marche et situé près de l'extrémité arrière du coussin, vue dans le sens de marche, et un élément de déformation 17 est placé entre la coquille 12 et le soubassement 14 à l'extrémité avant du coussin. Lorsque le passager de derrière est projeté contre le dossier 11, l'élément de déformation 17 est sollicité en compression et il s'affaisse pendant que l'énergie d'impact sur le dossier 11 est consommée de façon définie. L'élément de déformation 17 est constitué plus exactement d'une pluralité de corps creux 18 analogues, ouverts en direction longitudinale, faits d'un matériau composite à fibres, qui sont disposés les uns à côté des autres, à distance égale, dans une rangée transversale au sens de marche Ces corps creux 18 sont de préférence réalisés comme des tubes avec une section droite en forme d'anneau de cercle et sont formés de plusieurs couches enroulées d'une matière plastique renforcée par des fibres de verre Les corps creux 18 peuvent cepen- dant être réalisés aussi comme des parallélépipèdes avec une section droite annulaire de forme carrée ou rectan- gulaire Les corps creux 18 juxtaposés, s'appuient par leurs faces d'extrémité entre deux plaques de compres- sion 20 et 21 La plaque 20 est fixée à la coquille 1235 du coussin et la plaque 21 est fixée au soubassement 14. Les deux plaques 20, 21 sont empêchées de se déplacer l'une par rapport à l'autre transversalement au sens de marche Elles sont en outre conformées de manière qu'une force de compression agissant de l'arrière sur le dossier Il et qui est déviée par l'axe de basculement 16, sollicite les corps creux 18, en compression, exclusivement dans le sens de l'axe de ces corps. Comme on peut le voir mieux dans les repré- sentations à plus grande échelle des figures 2 et 4, lorsque les corps creux 18 sont intacts (figure 21, la coquille 12 et le soubassement 14 sont reliés solidement entre eux par une agrafe rigide 22, de sorte que le dossier 11, auquel est relié solidement le coussin 10, ne peut pas être basculé dans le sens des aiguilles d'une montre dans la représentation de la figure 2. Cette agrafe 22 est fixée d'un côté à la plaque de compression 20 et s'accroche par l'autre côté librement par-dessus la plaque de compression 21, sur le côté extérieur de cette plaque éloigné des corps creux 18 La solidité de l'agrafe 22 maintient les deux plaques 20, 21 appliquées contre les extrémités des corps creux 18. Cependant, la liaison établie entre le coussin 10 et le soubassement 14 par l"agrafe 22, agit seulement dans le sens des aiguilles d'une montre sur les figures 2 et 4. Lorsque les corps creux 18 s'affaissent, comme cela est indiqué schématiquement sur la figure 4, l'agrafe 22 peut s'échapper vers le bas, ce qui ne produit aucun changement de la caractéristique forcedéplacement, déterminée par les corps creux 18 de l'élément de déformation 17 A la place de l'agrafe 22, on peut également utiliser des câbles métalliques tendus entre les deux plaques de compression 20, 21 ou entre la coquille 12 du coussin d'une part et le soubassement 14 d'autre part La figure 5 représente la caractéristique force- déplacement pour deux corps creux 18 différents, réalisés sous forme de tubes Comme on peut le voir, il existe un niveau de forces qui est presque constant sur toute la course de déformation des corps creux 18 et présente seulement une petite pointe de forces au début. Le comportement en déformation de l'ensemble de l'élé- ment de déformation 17, présente ainsi sensiblement la même allure des forces sur toute la course de déforma- tion. Afin de réduire la pointe de forces au début de la course de déformation des corps creux 18, une extrémité de chacun de ces derniers est pourvue exté- rieurement d'un chanfrein 23, comme on peut le voir sur la figure 3 Ce chanfrein 23 permet de ramener également la pointe de forces au début sensiblement au niveau des forces sur la partie restante de la déformation. Le fonctionnement du siège de véhicule en tant qu'élément de retenue du passager occupant le siège de derrière est comme suit. Sous l'effet de la brusque décélération extrême du véhicule lors d'une collision frontale de celui-ci, le passager assis derrière le siège, est projeté contre le dossier I 1 La force d'impact de ce passager, agissant dans le sens de marche-, est appliquée de derrière au dossier 11, déviée par l'axe de bascule- ment 16 et transmise comme une force de compression axiale au corps creux 18 par la plaque de compression25 20 Les corps creux s'affaissent suivant une caracté- ristique force-déplacement représentée sur la figure 5, de sorte que l'énergie d'impact est réduite de façon définie pendant que le niveau des forces reste sensi- blement constant Comme déjà mentionné, la branche de l'agrafe 22 s'accrochant par-dessus la plaque 21, n'est pas attachée à celle-ci, de sorte que l'agrafe 22 s'écarte en totalité vers le bas, ensemble avec la coquille 12 du coussin A la fin du processus, les corps creux 18 sont affaissés, comme cela est indiqué schéma-35 tiquement sur la figure 4 Pour la poursuite de l'utilisation du siège, celui-ci doit être muni d'un nouveau élément de déformation 17. REVENDICATIONS 1 Siège de véhicule, en particulier pour auto- bus, comprenant un dossier et un coussin, relié solide- ment et en particulier ajustable au dossier et se composant d'une carcasse de coussin et d'un rembourrage, coussin qui est maintenu basculant sur un soubassement solidaire du véhicule autour d'un axe de basculement orienté transversalement au sens de marche et situé près de l'extrémité arrière du coussin, vue dans le sens de marche, et s'appuie sur le soubassement par l'intermé- diaire d'un élément de déformation placé près de l'ex- trémité avant du coussin, vue dans le sens de marche, caractérisé en ce que l'élément de déformation ( 17) comporte un pluralité de corps creux ( 18) analogues juxtaposés transversalement au sens de marche et ouverts en direction longitudinale, faits d'un matériau compo- site à fibres, qui s'appuient par leurs extrémités entre deux plaques de compression ( 2 G, 21) dont l'une est fixée à la carcasse ( 12) du coussin et l'autre au soubassement ( 14), et que les plaques de compression ( 20, 21) sont maintenues appliquées contre les corps creux ( 18) par une liaison agissant exclusivement dans le sens de la traction entre la carcasse ( 12) du coussin et le soubassement ( 14), liaison qui autorise une diminution de la distance entre les plaques de compres- sion ( 20, 21), mais empêche une augmentation de cette distance. 2 Siège selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un chanfrein périphérique, ayant de préférence un angle de 450, est formé extérieurement sur une extrémité des corps creux ( 18). 3 Siège selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que les corps creux ( 18) sont chacun formés par enroulement de plusieurs couches du matériau compo-35 site à fibres. 4 Siège selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3,caractérisé en ce que le matériau composite à fibres est une matière plastique renforcée par des fibres de verre. 5 Siège selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que les corps creux ( 18) sont réalisés comme des tubes avec une section droite en forme d'anneau de cercle. 6 Siège selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison entre la carcasse ( 12) du coussin et le soubassement ( 14) est formée par une agrafe rigide ( 22) qui est maintenue par une extrémité à la plaque de compression ( 20) fixée à la carcasse ( 12) du coussin et dont l'autre extrémité est15 accrochée librement par-dessus l'autre plaque de com- pression ( 21) sur le côté de cette plaque éloignée des corps creux ( 18). 7 Siège selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison entre la carcasse ( 12) du coussin et le soubassement ( 14 > est formée par des câbles métalliques fixés à eux ou aux plaques de compression ( 20, 21).