Brevet FR3096342A1 — publié le 20201127

Description Titre de l'invention : COUSSIN D'ASSISE MUNI D'AU MOINS UN INSERT DE RIGIDIFICATION [0001] La présente invention porte sur un coussin (l'assise muni d'au moins un insert de rigi- dification. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les sièges d'avion. [0002] De façon connue en soi, des coussins (l'assise peuvent, comporter des inserts de rigi- dification disposés à l'intérieur d'une couche de mousse. Ces inserts peuvent être réalisés dans un matériau composite ou dans un matériau métallique. Le document 1352009/0055023 décrit ainsi des inserts dc section ronde ou en forme d'oméga insérés dans une couche de matériau plastique. [0003] Toutefois, des simulations de contraintes ont mis en évidence que les configurations d'inserts existantes ne supportent pas les tests cycliques de chocs représentatifs d'un passager tombant sur le siège. Cela implique qu'il existe un risque que les inserts cassent ou se plient après quelques années d'utilisation, de sorte que le remplacement du siège doit être effectué plus tôt que prévu. [0004] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un coussin d'assise pour un siège dc véhicule, notamment un siège d'avion, comportant: - au moins une couche dc mousse inférieure ayant une fonction de rigidification dudit coussin d'assise, - au moins une couche dc mousse supérieure ayant une fonction dc confort d'assise, et - au moins un insert disposé à l'intérieur de la couche dc mousse inférieure, - l'insert étant réalisé dans un matériau métallique et présentant une forme tubulaire creuse de section transversale rectangulaire ou carrée. [0005] L'invention permet ainsi, grâce à la configuration de l'insert métallique de section rectangulaire, de passer avec succès les tests d'usure avec choc. L'invention réduit donc le risque de remplacement précoce du siège pour cause dc déformation des inserts. [0006] Selon une réalisation, 1' insert est réalisé en aluminium. [0007] Selon une réalisation, l'insert présente une section rectangulaire à coins droits. [0008] Selon une réalisation, l'insert présente une section rectangulaire à coins arrondis. [0009] Selon une réalisation, un ratio entre une épaisseur de l'insert divisée par une hauteur de l'insert est compris entre 0.10 et 0.19, et vaut de préférence de l'ordre de 0.15. [0010] Selon une réalisation, la couche de mousse inférieure et la couche de mousse su- périeure sont assemblées entre elles par collage. [0011] Selon une réalisation, ledit coussin d'assise comporte une pluralité d'inserts, 2 notamment quatre inserts, disposés parallèlement les uns par rapport aux autres. [0012] Selon une réalisation, la couche de mousse inférieure et la couche de mousse su- périeure sont réalisées dans un matériau plastique. [0013] Selon une réalisation, la couche de mousse inférieure est réalisée en polyester. [0014] Selon une réalisation, la couche de mousse supérieure est réalisée en polyuréthane. [0015] Selon une réalisation, l'insert présente une section de dimensions de l'ordre de 10mm x 20mm et une épaisseur de l'ordre de 1.5mm. [0016] Selon une réalisation, l'insert présente une section transversale identique à celle d'une barre d'arrêt bagage d'un siège d'avion. [0017] L'invention a également pour objet un siège d'avion comportant un coussin d'assise tel que précédemment défini. [0018] L'invention concerne en outre un avion comportant un siège tel que précédemment défini. [0019] Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [0020] La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles: [0021] [fig.la] La figure la est une vue en perspective d'un siège d'avion selon l'invention comportant un coussin d'assise muni d'inserts vus par transparence; [0022] [fig.lb] La figure lb est une vue en perspective détaillée d'un coussin d'assise selon l'invention muni d'inserts vus par transparence; [0023] [fig.lc] La figure 1c est une vue en coupe longitudinale du coussin d'assise selon l'invention; [0024] [fig.ld] La figure Id est une vue en coupe transversale du coussin d'assise selon l'invention; [0025] [fig.2] La figure 2 montre des courbes obtenues pour différents types d'inserts lors de tests en compression du coussin d'assise; [0026] [fig.3a] La figure 3a montre une vue en coupe transversale d'un premier type d'insert selon l'état de la technique soumis au test de compression; [0027] [fig.3b] La figure 3b montre une vue en coupe transversale d'un deuxième type d'insert selon l'invention soumis au test de compression; [0028] [fig.3c] La figure 3c montre une vue en perspective et en coupe transversale d'un 3 troisième type d'insert selon l'invention soumis au test de compression; [0029] [fig.4] La figure 4 est une représentation graphique mettant en évidence le ratio optimal entre une épaisseur et une hauteur d'un insert permettant d'obtenir le meilleur rapport entre la tenue mécanique et le poids de l'insert. [0030] Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. [0031] Les termes relatifs du type "inférieur", "supérieur", "horizontal", "vertical" sont entendus par référence à un siège et un coussin d'assise en position d'utilisation, ce qui correspond aux orientations des figures la et 1h notamment. [0032] La figure la montre un siège 10, notamment un siège d'avion, comportant un dossier 11 et un coussin d'assise 12 sur lequel peut s'asseoir un passager. Le coussin d'assise 12 est monté sur deux poutres 13 appartenant à une structure du siège 10. Ces poutres 13 pourront être constituées par des poutres creuses réalisées dans un matériau métallique. [0033] Comme on peut le voir sur les figures 1h, lc, et Id, le coussin d'assise 12 comporte une couche de mousse inférieure 15 ayant une fonction de rigidification du coussin d'assise 12 et deux couches de mousse supérieures 16.1, 16.2 ayant une fonction de confort d'assise. A cette fin, la couche de mousse inférieure 15 est plus rigide que les couches de mousse supérieures 16.1, 16.2. La couche de mousse inférieure 15 pourra également présenter une densité plus importante que les couches de mousse supérieures 16.1, 16.2. [0034] La couche de mousse inférieure 15 et les couches de mousse supérieures 16.1, 16.2 sont réalisées dans un matériau plastique. Suivant un exemple de réalisation particulier, la couche de mousse inférieure 15 est réalisée en polyester et les couches de mousse supérieures 16.1, 16.2 sont réalisées en polyuréthane. Tout autre matériau plastique adapté à l'application est envisageable. [0035] La couche de mousse inférieure 15 et les couches de mousse supérieures 16.1, 16.2 sont assemblées entre elles par collage. A cet effet, on pourra utiliser une colle solvantée ou à base aqueuse. En variante, le coussin d'assise 12 pourra comporter une seule couche de mousse supérieure ou plus de deux couches de mousse supérieures 16.1, 16.2. [0036] Une pluralité d'inserts 17 sont disposés à l'intérieur de la couche de mousse inférieure 15. A cet effet, la couche de mousse inférieure 15 pourra comporter des rainures destinées à recevoir chacune un insert 17 correspondant. [0037] Les inserts 17 sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres. Les inserts 17 présentent une direction d'allongement longitudinal parallèle à un axe X du siège 10. L'axe X est un axe horizontal se trouvant clans un plan vertical médian du siège 10. L'axe X du siège 10 pourra être parallèle à un axe longitudinal de l'avion. En variante, la direction d'allongement longitudinal des inserts 17 pourra présenter un angle non nul avec l'axe X du siège 10. L'axe X du siège 10 pourra également former un angle non nul avec l'axe longitudinal de l'avion. [0038] Dans l'exemple représenté, on prévoit quatre inserts 17. En variante, il serait bien entendu possible de prévoir un nombre différents d'inserts 17 à l'intérieur du coussin d'assise 12. Dans tous les cas, au moins un insert 17 est disposé à l'intérieur de la couche de mousse inférieure 15 du coussin d'assise 12. [0039] Un insert 17 est réalisé de préférence dans un matériau métallique et présente une forme tubulaire creuse de section transversale rectangulaire ou carrée. Ainsi, la section de l'insert 17 est fermée. Avantageusement, un insert 17 est réalisé en aluminium, notamment un aluminium de type 7075-T6, ou tout autre type d'aluminium adapté à l'application. [0040] La figure 2 montre des courbes Cl -C3 de déplacement D de la face supérieure du coussin d'assise 12 obtenues pour différents types d'inserts 17 lors d'un test en compression du coussin d'assise 12. [0041] La courbe Cl a été obtenue pour un insert 17a présentant une section transversale en forme d'oméga montré sur la figure 3a et connu de l'état de la technique. L'insert 17a présente une longueur L de 320mm, une largeur 1 de 31mm, une hauteur h de 11 mm et une épaisseur c de 1.5mm. Une largeur Lc du cran de la forme en oméga est de 11.5 min [0042] La courbe C2 a été obtenue pour un insert 17b présentant une section rectangulaire à coins droits montré sur la figure 3b. L'insert 17b présente une longueur L de 320 mm une section transversale de dimensions 1,20mm x h=l0mm (1 étant la largeur et h la hauteur de l'insert 17), et une épaisseur e de 1.5rmin En l'occurrence, la longueur L d'un insert est mesurée suivant l'axe X du siège. La largueur 1 d'un insert est mesurée perpendiculairement à la longueur L dans un plan horizontal. La hauteur h d'un insert est mesurée suivant une direction verticale perpendiculaire à la longueur L et à la largeur 1. [0043] La courbe C3 a été obtenue pour un insert 17c présentant une section rectangulaire à coins arrondis montré sur la figure 3c. L'insert 17c présente une longueur L de 320 mm une section de dimensions 1,20mm x h=l0mm (1 étant la largeur et h la hauteur de l'insert 17) et une épaisseur e de 1.5mm Un rayon de courbure R au niveau des angles du rectangle est de 2mm. [0044] On sélectionne de préférence les inserts 17b et 17c (cf. courbes C2 et C3) ayant une section rectangulaire à coins droits ou arrondis qui sont plus rigides sous 6000N que l'insert 17a à section en forme d'oméga (cf. courbe Cl). Les dimensions préférentielles retenues des inserts 17b et 17c sont de l'ordre de celles indiquées précédemment. Par de "l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 10% autour des valeurs précitées. [0045] Par ailleurs, le tableau ci-dessous met en évidence que les inserts 1711 et 17e ayant une section rectangulaire à coins droits ou arrondis supportent mieux un test de compression de 107000 cycles consistant à disposer un poids de 100kg à lcm du coussin puis à le lâcher et à recommencer ensuite l'opération. Simulation Simulation Simulation Criteres 17b 17c 17a % de la contrainte 85% 81% maximale acceptable par 141% l'insert Déformation plastique de Non Non Oui l'insert Déformation post-choc Non Non 1,4 mm de l'insert (1 cycle) [0046] En effet, les inserts 17b et 17e à section rectangulaire présentent un pourcentage de contrainte maximale acceptable inférieur à 100% et pas de trace de déformation plastique alors que ce n'est pas le cas de l'insert 17a à section en forme de oméga. [0047] On observe également qu'il n'y a pas de déformation post-choc avec les inserts rec- tangulaires 17b, 17e alors que cette déformation est de 1.4mm avec l'insert 17a à section en forme d'oméga. [0048] Suivant un mode de réalisation avantageux, l'insert 17b ou 17e présente une section transversale identique à celle d'une barre d'arrêt bagage d'un siège d'avion 10. Autrement dit, pour un siège d'avion 10 selon l'invention comportant une assise et une barre d'arrêt bagages, le ou les inserts 17b ou 17e du coussin d'assise 12 et la barre d'arrêt bagage présentent des sections rectangulaires identiques. Les inserts 17 et la barre d'arrêt bagage peuvent ainsi être obtenus à partir d'un même profilé, ce qui permet de faire des économies d'échelle en réduisant le coût unitaire d'un insert 17b ou 17e. [0049] 11 est à noter également que dans le cas de l'application d'un effort vertical sur le coussin d'assise 12, les deux dimensions les plus importantes permettant à l'insert 17b ou 17e de résister à l'effort sont l'épaisseur e ainsi que la hauteur h de l'insert 17h ou 17e qui s'étend verticalement. Ces deux dimensions h et e doivent être choisies de façon à optimiser la tenue mécanique tout en limitant le poids de l'insert 17h ou 17e. [0050] Comme cela est illustré par la figure 4, un ratio optimal R opt entre une épaisseur e de l'insert 17b ou 17e divisée par une hauteur h de l'insert 17b ou 17e est compris entre 0.10 et 0.19, et vaut de préférence de l'ordre de 0.15. Cette plage de ratio optimal 6 R opt permet d'obtenir un rapport (effort maximal Eff supportable en Newtons divisé par un poids P de l'insert en grammes) compris entre 75 et 85. [0051] Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits pré- cédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. 7 REVENDICATIONS[Revendication 1] Coussin d'assise (12) pour un siège (10) de véhicule, notamment un siège d'avion, comportant: - au moins une couche de mousse inférieure (15) ayant une fonction de rigidification dudit coussin d'assise (12), - au moins une couche de mousse supérieure (16.1, 16.2) ayant une fonction de confort d'assise, et - au moins un insert (17b, 17c) disposé à l'intérieur de la couche de mousse inférieure (15), caractérisé en ce que l'insert (17b, 17c) est réalisé dans un matériau métallique et présente une forme tubulaire creuse de section transversale rectangulaire ou carrée. [Revendication 2] Coussin d'assise selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (17b, 17c) est réalisé en aluminium. [Revendication 3] Coussin d'assise selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (176) présente une section rectangulaire à coins droits. [Revendication 4] Coussin d'assise selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (17c) présente une section rectangulaire à coins arrondis. [Revendication 5] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce qu'un ratio (R_opt) entre une épaisseur (e) de l'insert (17b, 17c) divisée par une hauteur (h) de l'insert (17b, 17c) est compris entre 0.10 et 0.19, et vaut de préférence de l'ordre de 0.15. [Revendication 6] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ca- ractérisé en ce que la couche de mousse inférieure (15) et la couche de mousse supérieure (16.1, 16.2) sont assemblées entre elles par collage. [Revendication 7] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'inserts (17b, 17c), notamment quatre inserts (17b, 17c), disposés parallèlement les uns par rapport aux autres. [Revendication 8] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca- ractérisé en ce que la couche de mousse inférieure (15) et la couche de mousse supérieure (16.1, 16.2) sont réalisées dans un matériau plastique. [Revendication 9] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que la couche de mousse inférieure (15) est réalisée en polyester. [Revendication 10] Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ca- 8 [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] ractérisé en ce que la couche de mousse supérieure (16.1, 16.2) est réalisée en polyuréthane. Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'insert (17b, 17c) présente une section de dimensions de l'ordre de lOmm x 20mm et une épaisseur (e) de l'ordre de 1.5mm. Coussin d'assise selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'insert (1711, 17c) présente une section transversale identique à celle d'une barre d'arrêt bagage d'un siège d'avion. Siège d'avion (10) comportant un coussin d'assise (12) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes. Avion comportant un siège (10) tel que défini selon la revendication précédente.