Brevet FR2797616A1 — publié le 20010223

REVETEMENT DE SURFACE ABSORBEUR D'ENERGIE La présente invention concerne un revêtement de surface absorbeur d'énergie, notamment pour la protection des habitacles véhicules automobiles, et plus particulièrement un tel revêtement comprenant un volume de mousse et une plaque relativement rigide sur laquelle est monté au moins un dispositif absorbeur de choc. On sait que l'on cherche de plus en plus à protéger l'intérieur des habitacles des véhicules automobiles, afin de limiter pour les occupants les conséquences d'un accident. On est ainsi amené ' introduire des dispositifs absorbeurs de choc en différents emplacements tels que les portières du véhicule ou les appuis-tête des sièges. Par ailleurs, on cherche également à réduire le niveau sonore a l'intérieur de l'habitacle. On utilise notamment à cet effet des moquettes de sol. Un emplacement où une telle moquette est particulièrement utile pour ses effets acoustiques est en doublure du tablier séparant le compartiment moteur de l'habitacle. Or, ce tablier est également un élément de protection essentiel en cas de choc frontal puisqu'il prévient la pénétration d'éléments du moteur dans l'habitacle. Toutefois, dans le cas d'un tel choc frontal, il peut être amené à reculer brutalement et ainsi à exercer des efforts de compression considérables dans les jambes des passagers qui ont les pieds posés dessus. La présente invention repose notamment sur l'idée d'utiliser le tapis de soi simultanément comme écran acoustique et comme absorbeur de choc. Plus particulièrement, elle vise à fournir absorbeur de choc pouvant notamment, mais non exclusivement, être utilisé dans un tapis de sol destiné à recouvrir le tablier d'habitacle d'un véhicule automobile. Un revêtement de surface du type ci-dessus est connu par document WO 97/39254 où il est proposé d'utiliser dans sa réalisation un dispositif absorbeur de choc particulier. Dans revêtement, la plaque sur laquelle est monté le dispositif absorbeur de choc est en contact avec la surface de la mousse faisant face à l'utilisateur. Plus particulièrement, cette plaque est disposée immédiatement sous la moquette formant tapis d'habitacle, avec les dispositifs absorbeurs de choc enfoncés dans la mousse mais leur concavité dirigée vers la moquette. Bien donnant généralement satisfaction, ce revêtement de surface présente un certain nombre d'inconvénients. On a tout d'abord remarqué une certaine instabilité du revêtement lorsqu'il est soumis à un effort de compression. Par ailleurs, le tapis s'enfonce à l'usage à l'intérieur du dispositif absorbeur de choc, ce qui est à éviter du point de de l'usure et l'esthétique. Cet inconvénient est plus particulièrement sérieux lorsque la personne utilisant le tapis porte des chaussures à talon aiguille qui, à la longue, finissent par traverser le tapis emplacements des dispositifs absorbeurs de choc. Enfin, a observé des glissements de la plaque, et donc du pied de l'utilisateur, sur la mousse, qui vont évidemment à l'encontre de l'objectif d'absorption des chocs et donc de blocage progressif de la jambe de l'utilisateur par le dispositif. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un revêtement de surface absorbeur d'energie, notamment pour la protection des habitacles de véhicules automobiles, comprenant un volume de mousse une plaque relativement rigide sur laquelle est monté au moins un dispositif absorbeur de choc, caractérisé par le fait que ladite plaque est noyée dans ladite mousse. Plus particulièrement, ledit dispositif absorbeur de choc peut être également noyé dans ladite mousse. Encore plus particulièrement, ledit dispositif absorbeur choc peut être creux, ladite mousse pénétrant dans le dispositif absorbeur de choc. Ledit dispositif absorbeur de choc peut en outre etre réalisé d'une seule pièce avec ladite plaque. La plaque et les dispositifs absorbeurs de choc felle porte étant noyés dans la mousse, l'ensemble est parfaitement stable. Cette stabilité peut encore être améliorée si la plaque suit la forme du tapis. La plaque a également un rôle de répartition efforts lors de l'impact des pieds sur le revêtement de surface. Par ailleurs, une couche de mousse étant intercalée entre les dispositifs absorbeurs de choc et la moquette, le confort est amélioré et la moquette ne s'enfonce pas dans ces dispositifs. Surtout, lorsque le talon est appliqué brutalement sur le tapis, il commence par s'enfoncer dans la mousse, ce qui limite tout glissement ultérieur. Un effort supplémentaire se traduit immédiatement par une compression des dispositifs absorbeurs de choc, et éventuellement par leur rupture. Par ailleurs, dans le document antérieur précité, les dispositifs absorbeurs de choc sont formés d'u n empilement d'unités encastrables axialement les unes dans les autres, lesdites unités étant reliées par des ponts de matière agencés pour se briser lorsqu'un effort de compression axial est appliqué au dispositif. Lorsqu'un effort de compression axial est exercé sur un tel dispositif, il se produit une rupture absorbeuse d'énergie, le long des ponts de matière formant la ligne de jonction entre une unité de grande section et une unité adjacente de plus faible section, cette rupture étant éventuellement favorisée par une amorce de rupture. Ainsi les différentes unités s'emboîtent progressivement les unes dans les autres de façon télescopique. Bien que donnant généralement satisfaction cet absorbeur de choc présente un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu, il est relativement difficile à "programmer" afin d'obtenir la réponse désirée à la compression, du fait de la complexité des modes d'absorption qui interviennent lors du choc. C'est ainsi que l'on peut dans certains cas souhaiter une rupture franche de l'ensemble des ponts de matière à partir d'un seuil d'effort prédéterminé ou, au contraire, une rupture progressive au fur et à mesure que l'effort augmente. Un autre inconvénient résulte du fait que le dispositif est incapable d'absorber plus d'énergie que celle qui est nécessaire à provoquer la rupture de l'ensemble ponts de matière qu'il comporte. Il est parfaitement rigide fois que toutes les unités sont encastrées les unes dans les autres. La présente invention vise également à pallier ces inconvénients. A cet effet, ledit dispositif absorbeur de choc peut être formé d'un empilement d'unités encastrables axialement les unes dans les autres, lesdites unités étant reliées par des ponts de matière agencés pour se briser lorsqu'un effort compression axial est appliqué au dispositif, lesdites unités ayant généralement la forme d'une bande inclinée par rapport à l'axe du dispositif. Un tel dispositif présente donc, au moins généralement, un axe de symétrie qui est également celui différentes unités qui le composent. Ces dernières peuvent particulier posséder des formes en plan polygonales homothétiques de telle sorte qu'elles peuvent s'encastrer les unes dans les autres. Toutefois, dans un mode de réalisation particulier, lesdites unités ont une forme généralement tronconique. Un premier avantage de l'utilisation de tels dispositifs absorbeurs de choc réside dans le fait forme des unités qui la composent permet à ces dernières de comporter comme des éléments élastiques après la rupture et leur encastrement. Dans le cas où ces unités ont une forme tronconique, elles se comportent alors comme des rondelles Belleville. Par ailleurs, ces rondelles elles memes peuvent se briser lorsque l'effort qu'elles doivent supporter dépasse un certain seuil au-delà de l'effort qui a permis la rupture de l'ensemble du dispositif. D'une manière générale, l'absorption d'énergie se fait par le biais de différents modes tels que la rupture de la structure par cisaillement, la flexion du dispositif ou flexion de la plaque. Enfin, l'agencement selon l'invention rend relativement aisé le dimensionnement de ponts de matière par conséquent, le choix du comportement du dispositif en fonction de l'effort de compression appliqué. En particulier, ces ponts de matière peuvent posséder des aires de rupture variables d'une unité à l'autre rendant possible une véritable programmation des réactions du dispositif. Dans mode de réalisation particulier, lesdites unités ont des surfaces d'extrémité axiale sensiblement perpendiculaire à l'axe du dispositif. Egalement dans un mode de réalisation particulier, lesdites unités sont genéralement radialement comprises entre deux surfaces cylindriques sensiblement parallèles à l'axe du dispositif. Plus particulièrement, la plus grande des surfaces cylindriques d'une unité peut être radialement intérieure à la plus petite des surfaces cylindriques de l'unité adjacente de plus grande dimension. Une telle disposition permet en particulier un encastrement dans les meilleures conditions des différentes unités les unes dans les autres. Egalement dans un mode de réalisation particulier les bords de ladite plaque sont recourbés du côté de la plaque ' le dispositif absorbeur choc est monté, en direction d'une surface d'appui du revêtement surface. Ainsi, bords de la plaque arrivent en contact avec la surface d'appui, par exemple le tablier du véhicule, peu apres un éventuel impact. L'ensemble du revêtement de surface est ainsi stabilisé, et notamment la mousse dans laquelle la plaque est noyée. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un absorbeur de choc susceptible d'être utilisé dans un tapis d'habitacle selon l'invention - - la figure 2 est une demi-vue en coupe ce dispositif absorbeur de choc , - la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du détail 111 de la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue en coupe du tapis d'habitacle. Le dispositif 1 absorbeur de choc de la figure est de forme généralement conique. Il est réalisé en matière plastique. Ce dispositif est formé d'une pluralité d'unités tronconiques 2 et d'un chapeau conique 3. Les unités 2 ont un diamètre moyen décroissant depuis l'unité de base 2a jusqu'à l'unité de sommet 2n, laquelle est surmontée par le chapeau 3. Chaque unité 2i, à l'exception de l'unité de base 2a, a un grand diamètre sensiblement égal au petit diamètre l'u n ité adjacente 2i-1 de plus grand diamètre moyen. Le chapeau 3 a un diamètre de base sensiblement égal au petit diamètre de l'unité de sommet 2n. Chaque unité 2 possède une épaisseur sensiblement constante et forme généralement une sorte de bande enroulee autour de l'axe 4 du dispositif, dont la section est inclinée par rapport à cet axe d'un angle égal au demi-angle au sommet du dispositif. Chaque unité 2 possède deux surfaces d'extrémité axiale 5a de base et 5b de sommet qui sont sensiblement perpendiculaires à l'axe 4 du dispositif. Dans le cas présent, les surfaces 5a 5b sont sensiblement annulaires. De même, chaque unité 2 est comprise radialement entre deux surface cylindriques 6a extérieure et 6b intérieure. Dans le cas présent, les surfaces 6a et 6b sont des cylindres à base circulaire d'axe 4. On voit plus particulièrement à la figure 3 que deux unités adjacentes 2i-1 et 2i sont réunies par un pont de matière 7. Ce pont de matière est ici une bague annulaire à section rectangulaire de largeur (radiale) d et d'épaisseur (axiale) r. La largeur d et l'épaisseur r du pont de matière sont ici respectivement égales au décalage et au recouvrement entre les deux unités adjacentes 2i-1 et 2i. Le décalage est la différence de rayon entre la surface 6b de l'unité 2i-1 et la surface 6a de l'unité 2i. Le recouvrement est la distance axiale entre la surface 5b l'unité 2i-1 et la surface 5a de l'unité 2i. Lorsque le dispositif 1 est comprimé parallèlement à axe 4 au-delà d'un certain seuil, la rupture s'effectue au niveau des ponts de matière 7. Il s'agit d'une rupture en cisaillement, l'aire A sollicitée entre les unités 2i-2 et 2i étant égale à A = 2nR*r OÙ R est le rayon de la surface cylindrique 6a (très peu différent en pratique du rayon de la surface cylindrique 6b). Le recouvrement r est choisi pour obtenir une rupture lorsqu'un effort de compression donné est appliqué. Dans le cas présent, tous les recouvrements entre unités sont égaux. On obtient donc une rupture progressive en fonction de l'effort, depuis le chapeau 3 jusqu'à l'unité Le décalage entre unités adjacentes sera choisi par l'homme de métier de manière à obtenir une rupture franche des ponts de matière et un encastrement satisfaisant des unités les unes dans les autres quelle que soit la direction de l'effort de compression. Dans le cas présent, le décalage proche de zéro. Quelle que soit la façon dont la rupture se produit, en fonction du dimensionnement différents éléments du dispositif, tous les ponts de matière se trouvent rompus au-delà d'un certain effort de compression. Le dispositif se présente alors comme un ensemble de rondelles Belleville diamètres décroissant disposées sur un même plan les unes dans les autres. A partir de cet instant, le dispositif se comporte comme un ressort, jusqu'à, bien entendu, ce qu'un nouveau seuil d'effort soit atteint où le dispositif se brise totalement. Si l'on se réfère maintenant à la figure 4, on voit un ensemble de dispositifs 1 tels que celui décrit ci dessus, réalisés d'une seule pièce avec une plaque 10 de matière plastique. Les dispositifs 1 sont réunis à la plaque 10 par la périphérie de la base des unités 2a, la plaque étant bien entendu ouverte au niveau de cette périphérie. L'ensemble constitué par la plaque 10 et les dispositifs 1 est noyé dans un volume de mousse Il. A cet effet, la plaque 10 avec ses dispositifs 1 est placée dans le moule de réalisation du volume 11 et se présente donc, après moussage, comme un insert 12 avec de la mousse de chacun ses côtés, ainsi qu'à l'intérieur des dispositifs 1. On obtient ainsi revêtement de surface qui, dans le cas présent, est utilisé comme protection sur le tablier 13 de séparation du compartiment moteur l'habitacle d'un véhicule automobile, avec les dispositifs 1 en saillie de plaque 10 du côté du tablier. Ce revêtement de surface est à son tour recouvert d'une moquette 14. Dans le cas où cette dernière est elle-même munie d'une masse lourde 15, l'ensemble fournit en plus d'une protection mécanique, une isolation acoustique. On voit en outre à la figure 4 que les bords 16 de la plaque 10 sont recourbés en direction du tablier, du côté où les dispositifs font saillie de la plaque 10. Ainsi, lors d'un enfoncement de la mousse, ces bords 16 viennent rapidement en contact avec le tablier, créant une première réaction élastique et stabilisant l'insert et donc revetement. Le dispositif absorbeur de choc décrit ci-dessus est de forme géneralement conique Bien entendu, d'autres formes. pourraient convenir. C'est ainsi que l'on pourrait envisager des formes pyramidales, ou encore tronconiques ou tronc-pyramidales. unites constitutives du dispositif auraient des formes correspondantes. L'invention pourrait également s'appliquer à des formes inversées telles que la forme biconique du document WO 97139254 précité. L'essentiel dans le choix de la forme est que celle permette, fors de la rupture du dispositif, un encastrement (es unes dans les autres des différentes unités qui le constituent. De même, les unités tronconiques du dispositif décrit ci- dessus ont une épaisseur sensiblement constante. Ceci n'est évidemment pas une nécessité et des épaisseurs variables ou différentes d'une unité à l'autre pourraient être envisagées pour donner au dispositif la réponse en compression souhaitée, avant et après la rupture. De même encore, il n'est pas nécessaire que les différentes unites aient-un même angle au sommet, ni même un angle au sommet constant. On peut ainsi concevoir un angle au sommet croissant pour former un dispositif sensiblement hémisphérique. En outre, les décalages et les recouvrements pourraient être différents d'une unité à l'autre. En particulier, on pourrait envisager des recouvrements inversement proportionnels au rayon de l'unité, de manière que toutes les aires de rupture soient égales. Les ruptures des ponts de matiere se produiraient alors sensiblement en une seule fois, lorsqu'un effort prédéterminé serait atteint. Bien entendu, d'autres types de dispositifs absorbeurs de choc pourraient être utilisés. C'est ainsi que l'on peut envisager des tubes de section variables clipsés sur la plaque. On peut également utiliser des absorbeurs choc en polystyrène, en polypropylène ou en un autre matériau expansé, fixés sur la plaque si celle-ci est fabriquée dans un autre matériau. REVENDICATIONS 1 - Revêtement de surface absorbeur d'énergie, notamment pour protection des habitacles de véhicules automobiles, comprenant un volume de mousse (11) et une plaque relativement rigide (10) sur laquelle est monté au moins un dispositif absorbeur de choc caractérisé par le fait que ladite plaque noyée dans ladite mousse. - Revêtement de surface selon la revendication , danslequel ledit dispositif absorbeur de choc (1) est également noyé dans ladite mousse (11). 3 Revêtement de surface selon la revendication 2, danslequel ledit dispositif absorbeur de choc (1) est creux et ladite mousse pénètre dans le dispositif absorbeur de choc. 4 - Revêtement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit dispositif absorbeur de choc (1) est réalisé d'une seule pièce avec ladite plaque (10). 5 - Revêtement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit dispositif absorbeur de choc (1) est formé d'un empilement d'unités (2) encastrables axialement les unes dans les autres, lesdites unités étant reliées des ponts de matière (7) agencés pour se briser lorsqu'un effort de compression axial est appliqué au dispositif, lesdites unités ayant généralement la forme d'une bande inclinée par rapport a l'axe (4) du dispositif. 6 Revêtement de surface selon la revendication 5, dans lequel lesdites unités ont une forme généralement tronconique. 7 - Revêtement de surface selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel lesdites unités ont des surfaces d'extrémité axiale (5a, 5b) sensiblement perpendiculaires à l'axe (4) du dispositif. 8 - Revêtement de surface selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel lesdites unités sont généralement radialement comprises entre deux surfaces cylindriques (6a, sensiblement parallèles à Vaxe (4) du dispositif. 9 - Revêtement de surface selon la revendication 8, dans lequel la plus grande (6a) des surfaces cylindriques d'une unité est radialement intérieure à la plus petite (6b) des surfaces cylindriques de l'unité adjacente de plus grande dimension. 10 - Revêtement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les bords (12) de ladite plaque (Il sont recourbés du côté de la plaque où le dispositif absorbeur choc (1) est monté, en direction d'une surface d'appui (13) du revêtement de surface.