Brevet FR2709707A1 — publié le 19950317

L'invention concerne l'utilisation d'un tube en matière plastique à paroi lisse extrudé à partir d'une ma- tière thermoplastique pour tubes courante dans l'industrie automobile, avec un diamètre extérieur inférieur à 15 mm et une épaisseur de paroi suffisante, comme conduite de carbu- rant anti-collision pour véhicules automobiles, laquelle est couplée avec les groupes associés du véhicule automobile au moyen de raccords présentant une force d'extraction prédé- terminée. Une conduite de carburant pour véhicules automo- biles de ce genre est utilisée dans des véhicules automo- biles comme conduite d'aller, de retour ou d'aération, la conduite d'aller menant du réservoir de carburant au moteur; la conduite de retour, du moteur au réservoir de carburant, et la conduite d'aération, du réservoir de carburant à un réservoir de charbon actif. De telles conduites de carburant pour véhicules automobiles doivent satisfaire à des exigences élevées en matière de sécurité. Cela s'applique notamment au cas dit de collision. Pour ce qui concerne le cas de collision, les vé- hicules automobiles sont conçus de telle façon que le carbu- rant ne peut s'écouler ni du réservoir, ni des conduites, ni des groupes. Cela signifie que les déformations provoquées sur le véhicule à la suite d'une collision ne doivent pas provoquer des fuites dans le système conduisant le carbu- rant. Cela s'applique également à une quelconque position du véhicule. Dans une telle éventualité, la conduite de car- burant pour véhicules automobiles ne doit pas se rompre, ni se dégager de ses raccords pour lesdits groupes du véhicule automobile. - Dans le cadre de l'invention, on entend par carburant, de l'essence, du carburant Diesel ou des carbu- rants gazeux. Dans le cadre de l'invention, le terme de tubes en matière plastique comprend également des tubes qui permet- tent une déformation élastique limitée et qui présentent sur ce point un caractère de tuyaux souples. Les conduites de carburant pour véhicules automo- biles qui constituent le point de départ de l'invention et qui sont bien connues dans la pratique, ne sont pas des conduites homogènes. Elles se composent au contraire essen- tiellement d'un tube en matière plastique ou de plusieurs tronçons de tube en matière plastique et de tronçons de tuyaux en caoutchouc raccordés ou intégrés. Les tronçons de tuyau en caoutchouc fonctionnent comme des éléments défor- mables qui, en cas de collision, empêchent par leur déforma- tion l'établissement de pointes de tension ou d'efforts les- quelles entraînent une rupture du tube en matière plastique ou un arrachement du tube en matière plastique d'un raccord ou élément composite associé. En ce qui concerne les problèmes techniques soule- vés par les conduites de carburant pour véhicules automo- biles, il convient de faire les remarques générales sui- vantes: Les conduites de carburant pour véhicules automo- biles sont habituellement réalisées à partir de tubes métal- liques et de tuyaux en caoutchouc, de tubes en matière plas- tique et de tuyaux en caoutchouc ou de tubes en matière plastique. Pour des conduites de carburant pour véhicules automobiles constituées de métal, il est nécessaire de cin- trer les tubes métalliques auparavant et d'assurer, notam- ment en cas de collision, une compensation de mouvements par l'interposition ou le raccordement de tuyaux en caoutchouc. Pour des faibles rayons de cintrage, des tubes en matière plastique, en particulier des tubes en matière plas- tique à une seule couche, peuvent être posés en partant de l'état droit. Toutefois, les tubes en matière plastique sont le plus souvent précintrés pour éviter le risque que de telles conduites touchent de manière non désirée la carros- serie ou le moteur. Un problème particulier résulte du fait que les conduites de carburant pour véhicules automobiles doivent répondre à des exigences très élevées au sujet de l'étanchéité à la diffusion et de l'étanchéité contre les fuites. Les tuyaux en caoutchouc présentent une propension gênante à la diffusion. Certes, il est possible d'incorporer dans des tuyaux en caoutchouc des couches intérieures en ma- tière plastique qui réduisent la diffusion, mais cela aug- mente en même temps la rigidité. L'invention a pour objet de créer une conduite de carburant pour véhicules automobiles qui est réalisée en- tièrement en matière plastique tout en assurant une protec- tion suffisante en cas de collision. Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet l'utilisation d'un tube en matière plastique à paroi lisse extrudé à partir d'une matière thermoplastique pour tubes couramment utilisée dans l'industrie automobile, avec un diamètre extérieur inférieur à 15 mm et une épaisseur de pa- roi suffisante, comme conduite de carburant anti-collision pour véhicules automobiles laquelle est couplée avec les groupes associés du véhicule automobile au moyen de raccords présentant une force d'extraction (K1) prédéterminée, carac- térisée par le fait que la conduite de carburant pour vé- hicules automobiles comporte des sections anti-collision conformées dans le tube en matière plastique et présentant, vu en coupe longitudinale, une forme ondulée, dont la lon- gueur totale à l'état ondulé est au maximum égale à 50 % de la longueur initiale de la conduite de carburant pour véhi- cules automobiles déjà munie des sections anti-collision, et qui, en cas de collision, maintiennent les forces (K2) dues à l'allongement à une valeur inférieure à celle correspon- dant à la force d'extraction (K1) prédéterminée (K2 Les sections anti-collision peuvent être formées au cours de l'extrusion ou après l'extrusion. Cet enseignement pour la réalisation technique peut être mis en oeuvre sans difficulté avec une série de tubes en matière plastique couramment utilisés dans l'indus- trie automobile, à savoir également avec des matières plas- tiques pour tubes à très faible diffusion. L'invention pré- voit notamment que le tube en matière plastique présente par rapport au carburant destiné à circuler dans la conduite de carburant pour véhicules automobiles, un coefficient de dif- fusion inférieur à 2 g par jour et par mètre, mesuré sur un banc d'essai de diffusion dynamique sur un tube de 8 x 1 à une température de 60 C et sous une pression de 4 bars, avec un carburant contenant 15 % de méthanol. Une bonne adapta- tion à toutes les exigences de qualité devant être satis- faites par une conduite de carburant pour véhicules automo- biles selon l'invention est obtenue par le fait que les sec- tions anti-collision présentant une coupe longitudinale de forme ondulée, sont conformées et disposées de telle façon que le courant de diffusion intégré de la conduite de carbu- rant pour véhicules automobiles est augmenté au maximum de % par rapport à un tube en matière plastique identique. L'invention repose sur la découverte que des tubes en matière plastique réalisés à partir d'une matière plas- tique pour tubes couramment utilisée dans l'industrie auto- mobile peuvent être utilisés comme conduites de carburant anti-collision pour véhicules automobiles si les forces en- gendrées par la collision sont diminuées par l'intermédiaire des sections anti-collision agissant en quelque sorte comme compensateur, de telle sorte que lesdites forces sont plus faibles que les forces d'extraction appliquées aux raccords ou aux jonctions. Il va de soi que la force de rupture de tels tubes en matière plastique ou conduites de carburant pour véhicules automobiles est toujours plus grande que leur force d'extraction. On entend par force de rupture la force qui intervient lors d'une collision au moment de la rupture d'une conduite de carburant pour véhicules automobiles. Conformément aux conditions rencontrées d'une ma- nière tout à fait courante pour des voitures de tourisme, l'invention a pour objet l'utilisation décrite qui est ca- ractérisée par le fait que la force de rupture du tube en matière plastique est de l'ordre de 500 à 1500 N. que la conduite de carburant pour véhicules automobiles est raccor- dée aux groupes associés du véhicule automobile au moyen de raccords selon DIN 73 377 ou analogues dont la force d'ex- traction se situe dans la plage de force de rupture préci- tée, et aussi que, grâce aux sections anti-collision, la conduite de carburant pour véhicules automobiles maintenue dans les raccords DIN 73377 ou analogues résiste sans rup- ture à un allongement de 100 à 250 %. Des sections de la conduite de carburant pour vé- hicules automobiles peuvent être équipées en supplément de revêtements de caoutchouc, de spirales de protection contre le frottement ou de treillis de façon à empêcher en cas de collision un sectionnement de la conduite par écrasement ou par des points de contact à arêtes vives. En général, les sections anti-collision seront utilisées en même temps comme compensateurs de flexion et disposées à cet effet dans la région de coudes prédéterminés de la conduite de carburant pour véhicules automobiles montée, imposés par le montage. Cela offre l'avantage que les conduites de carburant pour véhicules automobiles selon l'invention peuvent être réali- sées et transportées vers le lieu de montage à l'état tendu, les coudes n'étant conformés et la conduite de carburant pour véhicules automobiles n'étant prémontée qu'au moment du montage. Dans des cas exceptionnels, il suffit également de ne prévoir qu'une seule section anti-collision. Dans le cadre de l'invention, il est possible de travailler avec des matières thermoplastiques pour tubes couramment utilisées dans l'industrie automobile. De bons résultats ont été ob- tenus avec des tubes constitués entièrement ou par couches d'une matière thermoplastique pour tubes appartenant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PA6-3T, PA11i, PA12 décrit dans DIN 16 773, partie 1, au groupe PP, décrit dans DIN 16 774, au groupe PET, PBT, décrit dans DIN 16 779 et au groupe des élastomères à polyester TEEE, décrit dans ASTM D1972 ainsi qu'au groupe des polymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, PTFE ou des mélanges compatibles de ceux-ci. Selon l'invention, il est alors pos- sible d'utiliser des tubes en matière plastique extrudés en une seule couche ou des tubes en matière plastique mono- couches ou multicouches, sur la surface extérieure du tube en matière plastique étant appliquée de manière intimement liée mais insignifiante pour la fonction recherchée, par coextrusion au cours de la fabrication du tube en matière plastique, une couche de matière plastique de relaxation qui, en comparaison avec la matière plastique formant la pa- roi du tube, présente dans toute la plage de températures d'application une dureté inférieure au plus d'un facteur 0,8 et est donc souple, l'épaisseur de la couche de matière plastique de relaxation inférieure au moins d'un facteur 0,5 à celle de la paroi du tube constituée d'une ou de plusieurs couches ayant pour effet que la paroi extérieure du tube en matière plastique est dépourvue, dans toute la plage des températures d'application, d'orientations de calibrage agissant de manière négative sur les valeurs de la résis- tance, de l'allongement à la rupture et de la résilience à froid, ainsi que d'endommagements de la surface, de rayures et de défauts, et la couche d'absorption de fissures étant constituée d'une matière plastique appartenant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PA11, PA12 décrit dans DIN 1673, partie 1, au groupe PP décrit dans DIN 16 774, au groupe PE, PBT décrit dans DIN 16 779, au groupe des élasto- mères à polyester TEEE décrit dans ASTM D1972, au groupe des polymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, et PTFE, ou de mélanges compatibles de ceux-ci, la- quelle est à son tour compatible avec la matière plastique du tube. L'épaisseur de paroi du tube en matière plastique se situe avantageusement entre 0,5 et 4 mm, de préférence à environ 1 mm. Un mode de réalisation auquel la préférence a été accordée est caractérisé par le fait que le tube en ma- tière plastique présente: - une dureté comprise entre Shore D30 et Shore D85, - une résistance comprise entre 10 N/mmz et 60 N/mm2, - un allongement à la rupture de 100 % à 600 %, - une résilience à froid à -40 C et pour 10 éprouvettes, sans rupture. Dureté définie et mesurée selon DIN 53 505, résis- tance définie et mesurée selon DIN 53 455, allongement à la rupture défini et mesuré selon DIN 53 455, résilience à froid définie et mesurée selon DIN 73 378. La description qui va suivre, en regard des des- sins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pra- tique. La figure 1 représente, schématiquement, une pro- jection d'un faisceau, prêt au montage, de conduites de car- burant anti-collision pour véhicules automobilesqui peuvent être utilisées comme conduite d'aller, conduite de retour ou conduites d'aération; la figure 2 représente, à plus grande échelle, le détail A de la conduite de carburant pour véhicules automo- biles indiqué à gauche dans la fig. 1; la figure 3 représente la conduite de carburant pour véhicules automobiles, indiquée à gauche dans la fig. 1, à l'état tendu, et la figure 4 représente, à plus grande échelle, une vue en coupe du détail B de l'objet de la fig. 1. La conduite de carburant pour véhicules automo- biles représentée dans les figures est réalisée à partir d'un tube en matière plastique à paroi lisse extrudé à par- tir d'une matière thermoplastique pour tubes couramment uti- lisée dans l'industrie automobile. Ce tube en matière plas- tique présente un diamètre extérieur inférieur à 15 mm ainsi qu'une épaisseur de paroi suffisante. La conduite de carbu- rant 1 pour véhicules automobiles est raccordée aux groupes associés du véhicule automobile au moyen de raccords 2 avec une force d'extraction prédéterminée. - Dans la fig. 1, on remarque trois de ces conduites de carburant pour véhicules automobiles qui sont différenciées par les références sup- plémentaires a), b) et c), en conduites d'aller, de retour et d'aération. La conduite de carburant 1 pour véhicules automo- biles comporte des sections anti-collision 3 conformées dans le tube en matière plastique pendant ou après l'extrusion et présentant, en coupe longitudinale, une forme ondulée, dont la longueur totale à l'état ondulé est au maximum égale à 50 % de la longueur initiale de la conduite du véhicule au- tomobile. L'agencement est choisi de telle façon que, en cas de collision, les sections anti-collision 3 maintiennent les forces dues à l'allongement à une valeur inférieure à celle correspondant aux forces d'extraction prédéterminées. Le tube en matière plastique présente avantageusement un coef- ficient de diffusion de diffusion intégré de la conduite de carburant pour véhi- cules automobiles est supérieur au maximum de 30 % à celui dans un tube en matière plastique identique. L'agencement est avantageusement choisi de telle façon que la force de rupture du tube en matière plastique est comprise entre 500 et 1500 N. la conduite de carburant 1 pour véhicules automo- biles étant raccordée aux groupes associés du véhicule auto- mobile au moyen de raccords 2 selon DIN 73 377 ou analogues dont la force d'extraction se situe à l'intérieur de la plage de force de rupture précitée, et les sections anti- collision 3 ayant pour effet que, en cas de collision, la conduite de carburant 1 pour véhicules automobiles maintenue dans les raccords 2 selon DIN absorbe sans rupture un allon- gement de 100 à 250 %. Dans un tel cas, la conduite de car- burant 1 pour véhicules automobiles représentée dans la fig. 3 peut donc s'allonger de beaucoup plus du double. Il ressort d'un examen comparé des fig. 1 et 3 que les sections anti-collision 3 servent en même temps de com- pensateurs de flexion et qu'elles sont disposées à cet effet dans des régions des coudes prédéterminés de la conduite de carburant 1 pour véhicules automobiles montée, imposés par le montage. Par ailleurs, il convient également de noter, en regard des figures, que les tubes sont constitués entière- ment ou par couches d'une matière thermoplastique pour tubes appartenant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PA6-3T, PAll, PA12 décrit dans DIN 16 773, partie 1, au groupe PP, décrit dans DIN 16 774, au groupe PET, PBT, dé- crit dans DIN 16 779 et au groupe des élastomères à polyes- ter TEEE, décrit dans ASTM D1972 ainsi qu'au groupe des po- lymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, PTFE ou des mélanges compatibles de ceux-ci. Selon une autre particularité de l'invention, le tube en matière plastique est extrudé en une seule couche. Il est également possible d'utiliser un tube en matière plastique monocouche ou multi- couche, sur la surface extérieure du tube en matière plas- tique étant appliquée, par coextrusion au cours de la fabri- cation du tube en matière plastique, une couche de matière plastique de relaxation intimement liée mais insignifiante pour la fonction recherchée qui, comparée avec la matière plastique formant la paroi du tube, présente dans toute la plage de températures d'application une dureté inférieure au plus d'un facteur 0,8 et est donc souple, l'épaisseur de la couche de matière plastique de relaxation inférieure au moins d'un facteur 0,5 à celle de la paroi du tube consti- tuée d'une ou de plusieurs couches ayant pour effet que la paroi extérieure du tube en matière plastique est dépourvue, dans toute la plage de températures d'application, d'orien- tations de calibrage agissant de manière négative sur les valeurs de la résistance, de l'allongement à la rupture et de la résilience à froid, ainsi que d'endommagements de sur- face, de rayures et de défauts, et la couche d'absorption de fissures étant constituée d'une matière plastique apparte- nant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PAl, PA12, décrit dans DIN 1673, partie 1, au groupe PP, décrit dans DIN 16 774, au groupe PE, PBT, décrit dans DIN 16 779, au groupe des élastomères à polyester TEEE, décrit dans ASTM D1972, au groupe des polymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, et PTFE ou des mélanges compatibles de ceux-ci, laquelle est à son tour compatible avec la ma- tière plastique du tube. Le tube de matière plastique uti- lisé présente avantageusement une épaisseur de paroi de 0,5 à 4 mm, de préférence d'environ 1 mm ainsi qu'une dureté comprise entre Shore D30 et Shore D85, une résistance com- prise entre 10 N/mm2 et 60 N/mm2, un allongement à la rup- ture de 100 à 600 % et une résilience à froid à -40 C et pour 10 éprouvettes, sans rupture; dureté définie et mesurée selon DIN 53 505, résistance définie et mesurée selon DIN 53 455, allongement à la rupture défini et mesuré selon DIN 53 455, résilience à froid définie et mesurée selon DIN 73 378. REVENDICATIONS 1. - Utilisation d'un tube en matière plastique à paroi lisse extrudé à partir d'une matière thermoplastique pour tubes courante dans l'industrie automobile, avec un diamètre extérieur inférieur à 15 mm et une épaisseur de pa- roi suffisante, comme conduite de carburant anti- collision pour véhicules automobiles laquelle est couplée avec les groupes associés du véhicule automobile au moyen de rac- cords présentant une force d'extraction (K1) prédétermi- née, c a r a c t é r i s é e p a r 1 e f a i t que la conduite de carburant pour véhicules automobiles comporte des sections anti- collision qui sont conformées dans le tube en matière plastique et présentent, vu en coupe longitudi- nale, une forme ondulée, dont la longueur totale à l'état ondulé est au maximum égale à 50 % de la longueur initiale de la conduite de carburant pour véhicules automobiles déjà munie des sections anti-collision et qui, en cas de colli- sion, maintiennent les forces (K2) dues à l'allongement à une valeur inférieure à celle correspondant à la force d'ex- traction (K1) prédéterminée (K2 2. - Utilisation selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que le tube en matière plastique pré- sente, par rapport au carburant, un coefficient de diffusion contenant 15 % de méthanol. 3. - Utilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les sections anti-colli- sion présentant une coupe longitudinale de forme ondulée, sont disposées de telle façon que le courant de diffusion intégré de la conduite de carburant pour véhicules automo- biles est supérieur d'au maximum 30 % par rapport à un tube en matière plastique identique. 4. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la force de rupture du tube en matière plastique est de l'ordre de 500 à 1500 N. que la conduite de carburant pour véhicules automobiles est l1 raccordée aux groupes associés du véhicule automobile au moyen de raccords selon DIN 73 377 ou analogues dont la force d'extraction se situe dans la plage de force de rup- ture précitée, et aussi que grâce aux sections anti-colli- sion, la conduite de carburant pour véhicules automobiles maintenue dans les raccords selon DIN 73 377 résiste sans rupture à un allongement de 100 à 250 %. 5. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les sections anti-colli- sion servent en même temps de compensateurs de flexion et sont disposées à cet effet dans des régions de coudes prédé- terminés de la conduite de carburant pour véhicules automo- biles montée, imposés par le montage. 6. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les tubes sont constitués entièrement ou par couches d'une matière thermoplastique pour tubes appartenant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PA6-3T, PA11, PA12 décrit dans DIN 16 773, partie 1, au groupe PP, décrit dans DIN 16 774, au groupe PET, PBT, décrit dans DIN 16 779 et au groupe des élasto- mères à polyester TEEE, décrit dans ASTM D1972 ainsi qu'au groupe des polymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, PTFE ou des mélanges compatibles de ceux-ci. 7. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le tube en matière plas- tique est extrudé en une seule couche. 8. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le tube en matière plas- tique est réalisé sous la forme d'un tube à une ou à plu- sieurs couches, que sur la surface extérieure du tube en matière plastique est appliquée de manière intimement liée mais insignifiante pour la fonction recherchée, par coex- trusion au cours de la fabrication du tube en matière plas- tique, une couche de matière plastique de relaxation qui, en comparaison avec la matière plastique formant la paroi du tube, présente dans toute la plage de températures d'appli- cation une dureté inférieure au plus d'un facteur 0,8 et est donc souple, et que l'épaisseur de la couche de matière plastique de relaxation inférieure au moins d'un facteur 0,5 à celle de la paroi du tube constituée d'une ou de plusieurs couches a pour effet que la paroi extérieure du tube en ma- tière plastique est dépourvue, dans toute la plage des tem- pératures d'application, d'orientations de calibrage agis- sant de manière négative sur les valeurs de la résistance, de l'allongement à la rupture et de la résilience à froid, ainsi que d'endommagements de la surface, de rayures et de défauts, et que la couche d'absorption de fissures est constituée d'une matière plastique appartenant au groupe PA6, PA66, PA46, PA69, PA610, PA612, PA11, PA12 décrit dans DIN 1673, partie 1, au groupe PP décrit dans DIN 16 774, au groupe PE, PBT décrit dans DIN 16 779, au groupe des élasto- mères à polyester TEEE décrit dans ASTM D1972, au groupe des polymères fluo-carbonés tels que PVDF, ETFE, FEP, PFA, ECTFE, et PTFE, ou de mélanges compatibles de ceux-ci, la- quelle est à son tour compatible avec la matière plastique du tube. 9. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le tube en matière plas- tique présente une épaisseur de paroi entre 0,5 et 4 mm, de préférence d'environ 1 mm. 10. - Utilisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la matière plastique pré- sente: - une dureté comprise entre Shore D30 et Shore D85, - une résistance comprise entre 10 N/mm2 et 60 N/mm2, - un allongement à la rupture de 100 % à 600 %, - une résilience à froid à -40 C et pour 10 éprouvettes, sans rupture, avec la dureté étant définie et mesurée selon DIN 53 505, la résistance définie et mesurée selon DIN 53 455, l'allonge- ment à la rupture défini et mesuré selon DIN 53 455, la ré- silience à froid définie et mesurée selon DIN 73 378.