Brevet FR2462260A1 — publié le 19810213

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE FACONNEE ET PIECE FACONNEE COMPORTANT UNE COUCHE DE MATIERE EXPANSEE. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce façonnée susceptible d'atténuer et d'amortir les sons, comportant une couche de matière expansée et appelée à être appliquée sur une surface sonore, ou surface émettrice de sons, notamment une surface d'élément de carrosserie de véhicule ou une surface d'élément de carter de machine, dans lequel on crée des zones pré- sentant des valeurs différentes de poids par unité de surface, en fonction des amplitudes des vibrations mesurées aux sources et aux puits sur ladite surface émettrice à l'état monté et dans des conditions de fonctionnement normales. Dans un procédé connu de ce genre (Modèle d'Utilité en R.F.A. N077 22 545. 7), on forme, lors de la fabrication des pièces façonnées, une couche lourde flexible et une couche de matière expansée appelée à être appliquée sur la surface émet- trice de sons; afin de créer des zones présentant différentes valeurs de poids par unité de surface, on adjoint - généralement par imprégnation - à la couche de matière expansée des quantités et/ou des sortes différentes de matière d'amor- tissement visco-élastique, de façon telle qu'on obtienne un amortissement accru dans les zones à forte accélération et à forte émission de sons par des sources. De plus, l'épaisseur de la couche de matière expansée et/ou de la couche lourde peut varier en fonction des caractéristiques acoustiques mesurées, ce qui permet d'améliorer encore l'amortissement acoustique. Ce procédé connu est basé sur le fait que des éléments de carosserie ou de carter émetteurs de sons ne sont nullement excités de manière uniforme sur toute leur surface, et que, par conséquent, ils ne vibrent et n'émettent pas de manière uniforme sur toute l'étendue de la surface. Au contraire, en plus de certaines zones à vibrations et émissions fortes, il existe également des zones à vibrations moins fortes et des zones sensiblement calmes; dans ces catégories de zones, on distingue, pour chacune d'elles, les sources à soumettre à l'amortissement ou à l'atténuation d'une part, et les puits qu'il est préférable de ne pas soumettre à l'amortissement. Un amortissement maximum par imprégnation de la couche de ma- tière expansée à l'aide d'une quantité de matière d'amortissement qui est proche de la limite de saturation conduit, en même temps, dans les zones à vibrations faibles ou nulles, à une rigidification du matériau telle qu'elle risque de pro- voquer des ruptures dues à la coïncidence. De plus, il se produit alors forcément un amortissement moindre, c'est-à-dire une émission sonore accrue. Selon le procédé connu, on élimine ces inconvénients en réduisant l'impré- gnation de la couche de matière expansée avec la matière d'amortissement dans les zones relativement calmes, par rapport aux zones à vibrations fortes, cette im- prégnation pouvant le cas échéant être nulle dans les zones très calmes ou dans les puits. Le procédé connu précité présente un inconvénient en ce que les pièces fa- çonnées nécessitent plusieurs étapes de fabrication. C'est ainsi qu'on façonne d'abord la feuille lourde par emboutissage profond, ou par moulage par injection, après quoi on applique sur cette feuille lourde la couche. de matière expansée. Ensuite, on procède à l'imprégnation, par zones, à l'aide de la matière d'amortis- sement visco-élastique. Par conséquent, ce procédé de fabrication des pièces fa- çonnées est relativement coûteux en main-d'oeuvre et en temps. Selon un autre procédé connu (Demande de brevet en R.F.A. mise à l'inspec- tion publique sous le N027 56 622), on applique sur des surfaces émettrices de sons, notamment des surfaces d'éléments de carrosseries de véhicules et d'éléments de carters de machines, un matériau d'atténuation acoustique en forme de plaques ou de bandes dont certaines zones ont été préalablement imprégnées d'une matière visco-élastique. Cette imprégnation est effectuée selon les principes énoncés ci-dessus, c'est-à-dire que l'application de la matière d'amortissement visco- élastique par imprégnation est effectuée en correspondance à la répartition des sources émettrices de sons et des puits. - La mise en oeuvre de ce procédé antérieur oblige toutefois à fabriquer d'a- bord le matériau en forme de plaques ou de bandes, à partir d'une matière expansée, et à appliquer ensuite, par une opération supplémentaire, la matière d'amortisse- ment, par imprégnation. La présente invention a pour but de créer un procédé de fabrication de pièces façonnées susceptibles d'atténuer et d'amortir les sons, dans lequel il n'est pas nécessaire de prévoir une opération supplémentaire en vue de la création des zones présentant des valeurs différentes de poids par unité de surface. Le procédé faisant l'objet de la présente invention, qui permet d'atteindre ce but, est remarquable notamment en ce qu'il consiste à introduire et fixer dans la cavité de façonnage ou moulage servant à fabriquer la couche de matière expan- 246226O sée, aux endroits correspondant aux zones à modifier de ladite couche de matière expansée, des découpes de feuille présentant une valeur convenable de poids par unité de surface et une rigidité convenable, et à injecter ensuite dans ladite cavité un mélange à base de matière plastique à expanser. Il convient de noter que l'expression de "découpe de feuille", telle que employée dans le présent mémoire et dans les revendications annexées, désigne toute pièce façonnée par découpage ou d'une manière analogue, constituée par un matériau en forme de feuille. Il ressort de ce qui précède que, dans le procédé selon l'invention, les zones à poids supérieur par unité de surface ne sont pas créées, comme dans les procédés connus, par imprégnation à l'aide d'une matière d'amortissement visco- élastique, mais par des découpes de feuille placées dans les zones intéressées de la cavité de façonnage, ces pièces découpées étant liées, lors de la fabrica- tion de la pièce façonnée par injection du mélange à base de matière plastique, à cette matière plastique, c'est-à-dire à la couche de la matière expansée, de sorte qu'on crée les zones à poids prédéterminé par unité de surface et/ou les zones à rigidité prédéterminée pendant la phase opératoire même lors de laquelle on produit la couche de matière expansée de la pièce façonnée, sans qu'il soit nécessaire de soumettre les découpes de feuille à une déformation (façonnage) préalable. Pour fabriquer la couche de matière expansée, on peut utiliser avantageu- sement, par exemple, du polyuréthane que l'on peut introduire, le cas échéant, sous forme de flocons de matière expansée dans la cavité de façonnage (moulage) o il est transformé alors en un matériau composite. Lors de la fabrication de la pièce façonnée, on peut introduire dans la cavité de façonnage ou moulage des découpes de feuille en matériau lourd pré- sentant un poids spécifique de plus de 2,0 g/cm3. Il est également possible d'utiliser à cet effet des découpes de feuille de matière expansée imprégnée d'une matière visco-élastique, ou bien des découpes de feuille de bitume. Lorsque la pièce façonnée selon l'invention est appelée à être utilisée pour le revêtement intérieur d'une voiture automobile de tourisme ou d'un car, on peut introduire dans la cavité de façonnage un tapis ou un matériau composite comprenant un tapis de configuration appropriée, la surface exposée du tapis ou matériau composite étant appliquée contre une paroi de ladite cavité, de sorte que lors de la fabrication de la pièce façonnée, la couche de matière expansée 246226o se lie au tapis ou matériau composite précité. Il est également possible, le cas échéant, d'utiliser le tapis ou matériau composite précité comme une des moitiés de la paroi formant la cavité de façonnage. En plaçant dans la cavité de façonnage (moulage) des pièces profilées telles que des canaux ou des pièces courbes, qui s'appliquent par leurs bords contre une découpe de feuille, on peut obtenir des espaces vides en forme de canaux définis dnas la pièce façonnée finie, qui peuvent servir de conduites d'amenée d'air. La présente invention a également pour objet une pièce façonnée comportant une couche de matière expansée et appeléeàrevetirune surface émettrice de sons, en vue de l'atténuation et de l'amortissement de ceux- ci, notamment une surface d'élément de carrosserie de véhicule ou une surface de carter de machine, cette pièce façonnée comportant des zones présentant des valeurs différentes de poids par unité de surface et étant remarquable notamment en ce que des découpes de feuille sont incorporés à ladite couche de matière expansée. Dans un mode de réalisation, au moins une desdites découpes est formée d'une feuille lourde d'un poids spécifique supérieur à 2,0 g/cm3. Dans un mode de réalisation particulier, ladite feuille est formée de co- polymères d'éthylène et d'acétate de vinyle et/ou de caoutchouc d'éthylène/propy- léne additionnée d'une forte proportion de matière de remplissage constituée par de la baryte et/ou du calcaire pulvérulent. Suivant une autre particularité de l'invention, au moins une découpe de feuille est formée de mousse de polyuréthane, de chlorure de polyvinyle ou de polyoléfine imprégnée d'une matière d'amortissement visco-élastique. Dans un mode de réalisation avantageux, la matière d'amortissement est formée de polyoléfine, de résine organique ou de cire organique, renfermant une matière de remplissage minérale, telle que craie, schiste pulvérulent ou baryte. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, au moins une des découpes de feuille est formée d'une feuille de bitume. Dans une variante, ladite feuille de bitume est formée d'un mélange de ré- sine et de bitume renfermant 60% à 80% de matières de remplissage telles baryte, calcaire pulvérulent, schiste pulvérulent et/ou mica. Dans un autre mode de réalisation, des canaux ou conduites, telles que des conduites à air, sont définies dans la couche de matières expansée par des élé- ments profilés encastrés dans cette couche, qui sont constitués par des tubes ou bien sont incurvés de façon telle qu'ils forment une conduite avec une découpe de feuille associée avec laquelle les bords de ces éléments incurvés sont en con- tact. Lorsque la pièce façonnée est appelée à revêtir la paroi intérieure d'une voiture automobile de tourisme, d'un car ou analogue, un tapis ou un matériau composite formant tapis peut être appliqué sur une des surfaces extérieures de la couche de matière expansée. Au moins une des surfaces de la couche de matière expansée peut être pourvue d'une matière adhésive telle qu'une colle fondante susceptible d'être activée par la chaleur, ou d'une couche autocollante recouverte d'une couche protectrice détachable. L'invention sera décrite ci-dessous de manière plus détaillée, notamment en référence aux figures annexées qui sont données à titre d'illustration, mais non de limitation. La figure 1 montre, en perspective, des détails de deux pièces façonnées selon l'invention qui sont fixées dans la zone du compartiment des passagers d'une voiture automobile de tourisme. La figure 2 représente des pièces façonnées analogues à celles de la fi- gure 1, avec arrachement de la partie de la couche de matière expansée qui est disposée au-dessus des découpes de feuille. La figure 3 est une vue en coupe partielle de pièces façonnées analogues à celles de la figure 1, disposées dans la zone du tunnel de boite de vitesses. La figure 4 est une vue en coupe d'une pièce façonnée. Les pièces façonnées représentées, comportant une couche de matière expan- sée 1, telle que du polyuréthane expansé mou, sont collées sur une tôle de car- rosserie 10, des évidements convenables étant ménagés pour le passage de poignées, instruments etc. La figure 1 montre des pièces façonnées de ce genre, à l'état monté, mais non pourvues du tapis qu'elles comportent généralement, cependant qu'une conduite à air, qui sera décrite dans la suite, est indiquée par des poin- tillés. Ainsi qu'il ressort de la vue avec arrachement partiel sur la figure 2, cette couche de matière expansée renferme une pluralité de découpes de feuille, de structures et de dimensions différentes, qui ont été incorporées à la couche de matière expansée lors de sa fabrication. Dans l'exemple représenté sur les figures, la découpe de feuille 2 est formée d'une feuille lourde présentant un poids spécifique supérieur à 2, 0 g/cm3, par exemple en copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle et/ou caoutchouc d'éthylène/propylène additionnés de baryte et/ou calcaire pulvérulent, tandis que les découpes de feuille 3 sont formées d'une mousse (matière expansée) imprégnée d'une matière visco-élastique, par exemple d'une mousse de polyuréthane,chlorurede polyvinyle ou polyoléfine, impré- gnée de ladite matière visco-élastique de façon telle qu'elle produise un effet d'amortissement moyen prédéterminé. Par contre, les découpes de feuille 4 sont -24' 62260 c546 2260 formée d'une matière expansée imprégnée d'une matière viscoélastique de façon telle qu'il résulte un fort amortissement. Les découpes de feuille 5 sont d'un matériau appelé "plaque agglomérée" ou "plaque pressée", qui comporte une feuille de matière synthétique, de carton ou de métal, révêtue d'une couche de matière visco-élastique, ce matériau présentant un module E supérieur d'environ 102 - 10' à celui de la couche de matière expansée 1. Par ailleurs, le module de perte d2 de la couche de matière synthétique pressée est supérieur à 0,5, ce module de perte étant égale au facteur de perte composite d selon la norme DIN 53440, compte non tenu toutefois des paramètres géométriques. Grâce à cet agencement, la pièce façonnée comportant la matière expansée molle précitée produit un certain amortissement et une certaine atténuation acoustique sur toute l'étendue de ladite pièce façqnnée, cependant que les dé- coupes de feuille sont positionnées et agencées avec précision en correspondance aux caractéristiques d'émission sonore de la tôle de carrosserie, de sorte qu'on obtient globalement un amortissement et une atténuation acoustique optima. Il convient de noter qu'on peut également incorporer à la couche de matière expansée des éléments repose-pied 6 en mousse dure, comme indiqué sur la figure 4; ces éléments peuvent également être introduits dans la cavité de façonnage (mou- lage) lors de la fabrication de la matière expansée de la pièce façonnée, sans que la création de ces repose-pied nécessite une phase opératoire supplémentaire. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, des conduites à air 8 sont définies à côté du tunnel de boîte de vitesses, ces tunnels sont dé- limités, d'une part, par les découpes de feuille 5 et, d'autre part, par des pièces profilées 7 incurvées qui sont en contact, par leurs zones marginales ou bords, avec la découpe 5 adjacente intéressée. Ces conduites 8 peuvent servir à amener de l'air chaud ou de l'air frais vers la partie arrière du compartiment des passagers. Ainsi qu'il ressort également de la figure 3, un tapis 9 peut être fixé sur la surface extérieure de la couche de matière expansée; ce tapis peut être lié à ladite couche de matière expansée lors de la fabrication de celle-ci, de sorte que, lors du montage des pièces façonnées, le tapis est introduit et mis en place en même temps, dans le compartiment des passagers. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'une pièce façonnée susceptible d'atténuer et d'amortir les sons, comportant une couche de matière expansée et appelée à être appliquée sur une surface sonore, ou surface émettrice de sons, notamment une surface d'élément de carrosserie de véhicule ou une surface d'élément de carter de machine, dans lequel on crée des zones présentant des valeurs différentes de poids par unité de surface, en fonction des amplitudes des vibrations mesurées aux sources et aux puits sur ladite surface émettrice à l'état monté et dans des conditions de fonctionnement normales, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à introduire et fixer dans la cavité de façonnage ou moulage servant à fabriquer la couche de matière expansée (1), aux endroits correspondants aux zones à modi- fier de ladite couche de matière expansée, des découpes de feuille (2, 3, 4, 5, 7) présentant une valeur convenable de poids par unité de surface et une rigidité convenable, et à injecter ensuite dans ladite cavité un mélange à base de matière plastique à expanser. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé ence qu'on introduit dans ladite cavité de façonnage des découpes de feuille lourde présentant un poids spécifique supérieur à 2,0 g/cm3. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on introduit dans ladite cavité de façonnage des découpes de feuille en matière expansée im- prégnée d'une matière visco-élastique. 4.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit dans ladite cavité de façonnage des découpes de feuille de bitume. 5.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on introduit dans ladite cavité de façonnage un matériau composite formant tapis et présentant une configuration appropriée, la surface exposée de ce matériau composite étant appliquée contre une paroi de cavité précitée. 6.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on place dans ladite cavité des pièces profilées appelées à former des conduites à air. 7. Pièce façonnée comportant une couche de matière expansée et appelée revêtir une surface émettrice de sons, en vue de l'atténuation et de l'amortissement de ceux-ci, notamment une surface d'élément de carrosserie de véhicule ou une surface de carter de machine, cette pièce façonnée comportant des zones présentant des valeurs différentes de poids par unité de surface, caractérisée en ce que des découpe de feuille (2, 3, 4, 5, 7) sont incorporées à ladite couche de matière ex- pansée (1). 2462t60 8 .- Pièce façonnée selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'au moins une desdites découpes -(2) est formée d'une feuille d'un poids spécifique supérieur à 2,0 g/cm3. 9.- Pièce façonnée selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite feuille lourde (2) est formée-de copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle et/ou de caoutchouc d'éthylène/propylène additionée d'une forte proportion de matière de remplissage constituée par de la baryte et/ou du calcaire pulvérulent. 10.- Pièce façonnée-selon une quelconque des revendications 7 à 9, carac- térisée en ce qu'au moins une découpe de feuille (3) est formée de mousse de polyuréthane, de chlorure de polyvinyle ou de polyoléfine imprégnée d'une matière d'amortissement visco-élastique. 11.- Pièce façonnée selon la revendication 10, caractérisée en ce que la ma- tière d'amortissement est formée de polyoléfine, de résine organique ou de cire organique, renfermant une matière de remplissage minérale, telle que craie, schiste pulvérulent, ou baryte. 12.- Pièce façonnée selon une quelconque des revendications 7 à 11, caracté- risée en ce qu'au moins une des découpes de feuille est formée d'une feuille de bitume. 13.- Pièce façonnée selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite feuille de bitume est formée d'un mélange de résine et de bitume renfermant % à 80% de matières de remplissage telles baryte, calcaire pulvérulent, schiste pulvérulent et/ou mica. 14.- Pièce façonnée selon une quelconque des revendications 7 à 13, carac- térisée en ce que des éléments profilés (7.) formant des conduites (8) sont incor- porés à ladite couche de matière expansée (1). 15.- Pièce profilée selon une quelconque des revendications 7 à 14, pour l'in- térieur d'une voiture automobile de tourisme, d'un car ou analogue, caractérisée en ce qu'un tapis ou un matériau composite formant tapis (9) est fixé sur une des surfaces extérieures de ladite couche de matière expansée (1).