Brevet FR2689935A1 — publié le 19931015

L'invention se rapporte à un revêtement autoporteur, isolant thermique et phonique pour moteurs à combustion interne de véhicules, selon le préambule de la revendication 1 et tel que connu pour les véhicules utilitaires fabriqués en série par la Demanderesse Le revêtement est disposé dans ceux-ci des deux côtés du moteur monté sous la cabine du chauffeur, dans la région comprise entre les longerons du châssis et le côté inférieur de la cabine. Le document DE-OS 36 01 204 décrit une pièce moulée d'absorption se composant de plusieurs couches de voile, pouvant être utilisé pour de tels revêtements amortisseurs du bruit pour le compartiment du moteur de véhicules, mais qui n'a pas de stabilité dimensionnelle La pièce moulée d'absorption connue se compose d'une couche de couverture en fibres de matière plastique placée du côté du moteur, puis d'une couche d'isolant thermique et phonique en fibres minérales capable de subir de grands efforts thermiques et d'une autre couche absorbante en fibres organiques Lorsque les efforts thermiques sont élevés, cette pièce moulée ne convient pas, car les températures élevées qui règnent dans le compartiment du moteur détériorent et détruisent à la longue aussi bien les fibres de matière plastique de la couche de couverture que les fibres organiques La pièce moulée d'absorption elle-même n'a pas de stabilité dimensionnelle comme mentionné plus haut et doit être assemblée à une coque de support de forme convenable qui doit être fabriquée séparément Un revêtement ainsi fabriqué n'a donc la capacité mentionnée en préambule d'être auto-porteur que par l'adjonction de la coque séparée de support et donc les frais de fabrication du revêtement lui-même et ceux de son montage rendent le prix de revient du revêtement achevé et monté relativement éleve. Le brevet DE 38 18 301 décrit aussi une pièce moulée phoniquement isolante, destinée au compartiment du moteur de véhicules et dont des fibres minérales mélangées à un liant et capables de supporter de grands efforts thermiques sont liées du côté du moteur par une résine de mélamine à des fibres de carbone formant une couverture. Cette pièce moulée forme en principe un bon isolant phonique ainsi que thermique et peut être utilisée dans une plage de température pouvant atteindre environ 5000 C I;I est par ailleurs prévu que cette pièce moulée comporte du côté de la carrosserie une couche de fibres de carbone. Cette couche de fibres de carbone est destinée à assurer IO' une certaine protection mécanique de la couche sensible de fibres minérales La pièce moulée décrite dans ce brevet ne représente dans son ensemble pas non plus un revêtement du compartiment du moteur de véhicules qui a une stabilité dimensionnelle, mais elle doit être assemblée avec une coque de support de forme convenable pour pouvoir former un revêtement auto-porteur; donc, un revêtement auto-porteur formé d'une pièce moulée d'absorption telle que décrite et qui est flexible serait aussi relativement coûteux. La présente invention a donc pour objet un revêtement du type tel que spécifié en préambule et qui est perfectionné de manière à pouvoir être fabriqué et monté simplement, mais qui néanmoins conserve son aptitude à être un isolant phonique et thermique ainsi que sa nature d'élément auto-porteur. L'invention a donc pour objet un revêtement auto- porteur, isolant thermique et phonique pour moteurs à combustion interne de véhicules, se composant d'une pièce moulée d'absorption disposée du côté du moteur et formée de plusieurs couches de voile, ainsi que d'une coque de support de forme complémentaire disposée à l'intérieur du revêtement, du côté tourné à l'opposé de celui du moteur et stabilisant la pièce moulée à sa forme prescrite et à sa position de montage, les couches de voile de la pièce moulée étant comprimées de manière qu'elles forment des zones à densification définie prescrite et la couche d'absorption de la pièce moulée qui sert à l'isolation phonique et à l'isolation thermique contre la chaleur du moteur contenant des fibres minérales, ledit revêtement étant caractérisé en ce que la coque de support est intégrée à la pièce moulée d'absorption, de manière à former une pièce unique, une couche de support pratiquement sans pores, d'environ à 1 à 5 mm d'épaisseur étant rapportée par moulage sur le côté des couches de voile d'isolation du revêtement qui se trouve du côté tourné à l'opposé de celui du moteur, cette couche de support étant soumise à une compression avec les couches isolantes de voile de manière à former une pièce moulée unitaire et se composant de 25 à 35 % en volume de fibres de verre ayant des longueurs de 25 à 50 mm et contenant par ailleurs soit a) 25 à 35 % en volume d'une résine de polyester résistante aux températures élevées et 35 à 45 % en volume de charges minérales, soit b) 65 à 75 % en volume de polypropylène. La composition particulière de la matière de la couche de support permet à celle-ci d'être mise en forme avec les autres couches isolantes de voile en un unique processus de moulage sous pression de manière qu'elles forment une pièce unitaire ayant une bonne stabilité dimensionnelle, donc un revêtement unitaire auto-porteur et en conséquence non seulement la fabrication du revêtement, mais aussi son montage sont considérablement simplifiés et d'un prix réduit La différence de composition des couches individuelles permet d'obtenir des caractéristiques différentes, bien que toutes les couches subissent les mêmes pressions et températures Les couches de voile demeurent suffisamment lâches pour assurer l'isolation nécessaire, mais par contre la couche de support est sans pores, dure et rigide La première des deux variantes indiquées pour la couche de support, c'est-à- dire la variante a) est prévue pour des efforts thermiques élevés pouvant atteindre par exemple environ 5000 C, tandis que la variante b) est prévue pour les cas d'effort thermique plus faible, atteignant par exemple environ 2000 C et/ou lorsqu'une bonne isolation phonique est exigée. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe transversale partielle d'un premier exemple de réalisation d'un élément auto- porteur formant une pièce de revêtement et la figure 2 est une coupe transversale partielle d'un second exemple de réalisation d'un élément de revêtement. La figure 1 représente un revêtement auto-porteur 1 capable de supporter des efforts thermiques élevés et comprenant la couche d'absorption 2 de fibres minérales non tissées moulée sous pression et la couche de support 3 se composant de fibres de verre, d'une charge minérale et d'un liant, moulée sous pression avec la couche d'absorption 2 et ainsi comprimée et durcie de manière qu'elle soit sans pores La couche d'absorption 2 résistant à la chaleur se compose en majeure partie, par exemple jusqu'à 94 % en volume de laine de roche, en particulier de laine de basalte mélangée à un liant, par exemple à 6 % en volume de résine phénolique La relativement faible proportion de liant de la couche d'absorption permet à cette dernière - mises à part les zones marginales sous pression superficielle extrêmement élevée d'être poreuse, même après la compression commune à chaud et d'être en conséquence un bon isolant thermique et phonique Par contre, la proportion des fibres de la couche de support 3 est considérablement plus faible que celle de la couche d'absorption 2; en effet, la couche de support ne se compose qu'à un quart à environ un tiers de fibres minérales, en particulier de fibres de verre Le reste, c'est-à-dire la majeure partie des composants de la couche de support se compose en grande partie d'une charge minérale et par ailleurs d'un liant résineux Le liant utilisé est une résine de polyester résistante aux températures élevées afin de permettre d'obtenir, lors du moulage sous pression à chaud de la pièce de revêtement, une couche durcie et stable 3 de support qui soit aussi capable de subir des efforts thermiques élevés Une charge minérale de la couche de support qui s'est révélée convenir particulièrement bien est du sable silicieux. La couche d'absorption 2 tournée vers le moteur est revêtue d'une couche de couverture 4 de fibres de carbone La couche de couverture située du côté du moteur a de préférence une épaisseur de 1 à 2 mm et un poids par unité de surface de 100 à 150 g/ma La couche de support 3 de l'exemple représenté de réalisation comporte aussi du côté extérieur, pour des raisons optiques, une couche de couverture 5 ayant une épaisseur d'environ 1 mm et un poids par unité de surface de 100 à 150 g/m 2 et se composant d'un voile de polyester ou de fibres de polyacrylonitrile Cette couche de couverture peut aussi être liée à la surface de la couche de support 3 par une feuille adhésive interposée et activable à la chaleur. La référence 6 désigne les zones marginales de la couche de support 3 qui ont une densité particulièrement élevée et donc aussi une grande stabilité mécanique; les fibres de la couche d'absorption de cette zone sont aussi comprimées de manière à être exemptes de pores en raison de la forme correspondante du moule La forme du moule et en conséquence la pression élevée permettent d'obtenir dans les zones marginales cette absence de pores; de plus, la proportion de liant peut aussi être accrue localement de manière spécifique dans la zone marginale par pulvérisation d'une résine correspondante Les passages nécessaires au montage du revêtement dans le véhicule, par exemple des trous de passage de vis peuvent être réalisés par poinçonnage dans ces zones marginales. La pièce moulée est réalisée en une seule passe. En effet, le mélange de matière de la couche de support 3 préparé sous la forme d'un voile préfabriqué est tout placé dans la moitié inférieure d'un moule ouvert, puis la matière de la couche d'absorption 2 également préparée sous la forme d'un voile est posée sur la précédente Un voile de fibres de carbone est de plus posé sur la matière d'absorption Le moule ainsi rempli est ensuite fermé et comprimé avec apport de chaleur, de manière que le revêtement prenne sa forme et que la matière de la couche de support soit comprimée de manière à être exempte de pores et à former une couche durcie auto- porteuse d'une épaisseur de l à 5 mm L'épaisseur de la couche de support est normalement de 3 à 5 mm au milieu de la pièce moulée après pressage et elle diminue vers les couches marginales jusqu'à environ i mm Lors du pressage, cette matière est comprimée selon la forme du revêtement en une couche d'environ 50 mm d'épaisseur au milieu de la pièce moulée pour atteindre approximativement 5 mm dans les zones marginales et son poids par unité de surface est d'environ 1500 à 3000 g/ma La couche de support 3 et la couche d'absorption 2 contenant un liant en dispersion entre les fibres, il en résulte une bonne cohésion des différentes couches après moulage à chaud sous pression du revêtement. Le revêtement 1 ' représenté partiellement en coupe transversale sur la figure 2 est conçu essentiellement pour une charge thermique atteignant au maximum 200 à 2200 C; il diffère essentiellement de l'exemple de réalisation de la figure 1, qui est capable de supporter un effort thermique élevé, par la composition de la couche d'absorption 2 ' et de la couche de support 3 ' En effet, dans ce cas, la couche de support est conformée en pièce moulée de polypropylène armée de fibres et pratiquement intégrée dans le revêtement et elle se compose pour environ un quart de fibres minérales d'environ 25 à 50 mm de longueur, par exemple de fibres de verre ou de basalte et pour le reste, de polypropylène La couche d'absorption 2 ' est formée pour environ trois quarts de fibres de matière plastique et/ou de fibres textiles et pour le reste, d'un liant de résine phénolique Les deux couches de couverture 4 et 5 sont réalisées de la même manière que dans l'exemple de la figure 1 Il est aussi très possible de prévoir les deux variantes de la couche d'absorption dans un seul et même revêtement et de placer un voile de fibres minérales aux emplacements subissant une charge thermique élevée, notablement supérieure à 2000 C, par exemple au voisinage de la pipe d'échappement et, aux autres emplacements subissant un moindre effort thermique, un voile de fibres de matière plastique ou de fibres textiles. Les avantages que permet d'obtenir le revêtement auto-porteur selon l'invention en une pièce résident en particulier dans le bas prix de sa fabrication et de son montage, dans sa bonne isolation phonique et dans le mode de réalisation de la figure 1 qui est capable de supporter des efforts thermiques élevés dans son aptitude extraordinaire à subir de fortes charges thermiques Le revêtement peut s'utiliser aussi dans tous les véhicules, aussi bien dans les voitures particulières que dans les camions, non seulement dans le compartiment du moteur, mais aussi avec une découpe correspondante partout o se trouvent des sources de chaleur devant être isolées dans un véhicule, par exemple sur les pipes d'échappement, sur les turbocompresseurs de suralimentation, etc. REVENDICATIONS 1 Revêtement auto-porteur, isolant thermique et phonique pour moteurs à combustion interne de véhicules, se composant d'une pièce moulée d'absorption disposée du côté du moteur et formée de plusieurs couches de voile, ainsi que d'une coque de support de forme complémentaire située à l'intérieur du revêtement du côté tourné à l'opposé du moteur et stabilisant la pièce moulée d'absorption à sa forme prescrite et à sa position de montage, les couches de voile de la pièce moulée d'absorption étant comprimées de manière qu'elles forment des zones à densification définie et prescrite et la couche d'absorption de la pièce moulée destinée à l'isolation phonique et à l'isolation thermique de la chaleur du moteur contenant des fibres minérales, caractérisé en ce que la coque de support est intégrée en une unique pièce moulée sous pression avec la pièce moulée d'absorption par le fait qu'une couche de support ( 3) pratiquement sans pores, d'une épaisseur d'environ l à 5 mm, est rapportée par moulage sur le côté des couches isolantes de voile du revêtement qui est tourné du côté opposé à celui du moteur, cette couche de support étant comprimée en une pièce moulée unitaire avec les couches isolantes de voile du revêtement et se composant pour 25 à % en volume de fibres de verre d'une longueur de 25 à 50 mm et pour le reste soit a) pour 25 à 35 % en volume d'une résine de polyester résistant aux températures élevées et pour 35 à % en volume de charges minérale, soit b) pour 65 à 75 % en volume de polypropylène. 2 Revêtement isolant thermique selon la revendication 1, variante a), caractérisé en ce que la charge minérale de la couche de support ( 3) contient du sable silicieux. 3 Revêtement isolant thermique selon la revendication 1, en particulier selon sa variante a) caractérisé en ce que la couche isolante de voiles du revêtement contient environ 85 à 96 % en volume, de préférence environ 94 % en volume de laine de basalte et pour le reste, un liant constitué de résine phénolique. 4 Revêtement isolant thermique selon la revendication 1, en particulier selon sa variante a), caractérisé en ce que la couche isolante de voiles du revêtement comporte sur la surface tournée vers le compartiment du moteur une couche de couverture se composant d'une matière à base de fibres de carbone. Revêtement isolant thermique selon la revendication 1, en particulier selon sa variante b), caractérisé en ce que les couches isolantes de voile du revêtement soit contiennent une telle couche, soit consistent totalement en une telle couche qui se compose d'environ 70 à 80 % en volume, de préférence d'environ 75 % en volume de fibres de matière plastique et/ou de fibres textiles et pour le reste d'un liant à base de résine phénolique. 6 Revêtement isolant thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface libre de la couche de support ( 3) comporte une couche de couverture, ( 5) de 0,5 à 2 mm d'épaisseur, de fibres de coton, de fibres de polyester ou de fibres de polyacrylonitrile.