Brevet FR2708327A1 — publié le 19950203

PROFILE TUBULAIRE, A USAGE DE JOINT D'ETANCHEITE DE SILENCIEUX OU DE CONDUIT FLEXIBLE POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne des profilés tubulaires destinés notamment à être utilisés comme conduits flexibles, ou comme silencieux d'admission ou d'échappement, ou bien dans des joints de porte, de capot ou de coffre de véhicule automobile. Lorsqu'il faut atténuer la transmission des sons dans des fluides en circulation dans des tubes, on utilise en général des matériaux acoustiquement absorbants qui sont disposés à l'intérieur des tubes, et/ou des résonateurs accordés sur des fréquences ou des bandes de fréquences à atténuer et qui sont connectés en série ou en parallèle avec les tubes de passage de fluide. La mise en oeuvre de ces moyens connus, lorsqu'ils sont réellement efficaces, s'avère en général délicate et coûteuse. Par ailleurs, les joints d'étanchéité associés à des portes, des coffres ou des capots de véhicule automobile comportent souvent une partie tubulaire en matière cellulaire ou expansée, qui est susceptible d'être écrasée sans difficulté et qui assure donc des forces faibles de fermeture de porte, de capot ou de coffre ainsi qu'une étanchéité correcte et de bonne qualité. Cependant, cette capacité de déformation de la partie tubulaire se traduit également par un écrasement important lors des prises de rayon aux passages du joint sur des coins ou des angles, qui est très préjudiciable à l'efficacité du joint et à son esthétique. De façon générale, on sait déjà former des tubes ou des tuyaux à paroi renforcée, par enroulement en spirale d'un profilé tubulaire extrudé, les spires étant jointives et soudées entre elles (voir par exemple les brevets US 5,060,698 et EP 0,418,760). On sait également, par exemple par le brevet DE 3.930.538, former un tuyau à paroi renforcée par enroulement en spirale d'un tube extrudé, puis enroulement en spirale d'un renforcement entre les spires du tube. Cependant, cette technique connue ne permet que la fabrication de tuyaux à paroi renforcée, en général de grand diamètre, qui ne peuvent servir de silencieux et qui ne présentent pas d'intérêt particulier en tant que joints d'étanchéité. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à l'ensemble de ces problèmes. Elle a p.our objet un profilé tubulaire qui puisse être utilisé aussi bien dans un joint d'étanchéité que comme conduit flexible de passage de fluide ou dans un silencieux d'admission ou d'échappement pour véhicule automobile, et qui, de fabrication, présente des qualités intrinsèques d'atténuation des sons et de conservation d'une forme initiale lors des prises de rayon. Elle propose, à cet effet, un profilé tubulaire, en particulier à usage de joint d'étanchéité, de silencieux ou de conduit flexible pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des nervures ou cloisons internes sensiblement radiales enroulées en hélice autour de l'axe longitudinal du profilé. Lorsque ce profilé est destiné à être utilisé comme silencieux ou comme conduit flexible de passage de fluide, la présence de ces cloisons ou nervures radiales internes enroulées en hélice permet d'atténuer efficacement les sons, en empêchant les propagations directes des ondes de pression acoustique à l'intérieur du profilé. Lorsque le profilé est destiné à être utilisé dans un joint de porte, de capot ou de coffre, ses nervures ou cloisons internes à enroulement hélicoidal limitent son écrasement radial lors des prises de rayon et lui permettent de conserver une forme sensiblement constante sur toute sa longueur de façon favorable à l'étanchéité et à l'esthétique. Le profilé selon l'invention peut être réalisé au moins en partie en matière cellulaire ou expansée, de façon à favoriser l'atténuation des sons et à faciliter son écrasement lorsqu'il sert de joint d'étanchéité. En variante, ce profilé peut être réalisé en deux matières de nature et/ou de dureté différentes. De préférence, il est réalisé par extrusion, dans des matières élastomères ou thermoplastiques. I1 peut également être réalisé par moulage. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe et en perspective d'un profilé tubulaire selon l'invention; les figures 2 à 8 sont des vues schématiques partielles en coupe de variantes de réalisation de ce profilé; les figures 9 à 13 illustrent schématiquement diverses possibilités d'utilisation du profilé selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1, dans laquelle la référence 10 désigne un profilé tubulaire selon l'invention, qui est de forme générale cylindrique à section circulaire et qui peut être réalisé par extrusion en élastomère souple ou semi-rigide par exemple. Le profilé 10 comporte une pluralité de nervures ou cloisons internes 12 sensiblement radiales qui s'étendent entre sa paroi périphérique 14 et un noyau interne axial 16. Comme on le voit bien en figure 1, ces nervures ou cloisons internes 12 sont de forme ondulée en section transversale et sont de plus enroulées en hélice à spires non jointives autour de l'axe longitudinal ou du noyau axial 16 du profilé, en délimitant entre elles des canaux internes parallèles qui sont séparés les uns des autres par les cloisons 12 et qui s'enroulent en hélice autour de l'axe du profilé. Lorsque ce profilé est utilisé comme silencieux ou pour l'écoulement d'un fluide, une onde de pression acoustique véhiculée par le fluide est réfléchie une multitude de fois dans les canaux hélicoïdaux et ne peut se propager directement d'une extrémité à l'autre du profilé. De plus, les formes non planes des cloisons ou nervures internes 12 accentuent les diffractions de l'onde acoustique. Le moment cinétique en rotation du fluide est acquis à l'entrée du profilé, puis se conserve dans l'écoulement du fluide. La perte de charge supplémentaire est principalement due à l'augmentation de la surface de friction en contact avec le fluide, ainsi qu'à la forme des entrées et sorties du profilé. Il en résulte que les pertes de charge du fluide ne sont pas aggravées de façon gênante par l'enroulement en hélice des canaux du profilé. Enfin, le profilé 10 peut, dans son ensemble, être réalisé en matière acoustiquement absorbante, par exemple en matière cellulaire ou expansée. Lorsque le profilé 10 de la figure 1 est utilisé comme un joint d'étanchéité, par exemple de porte, ou fait partie d'un tel joint d'étanchéité, l'enroulement hélicoïdal de ses cloisons internes 12 lui confère une raideur radiale qui est sensiblement constante dans toutes les directions et qui évite son écrasement ou son aplatissement lors des prises de rayon. Un certain nombre de variantes de réalisation ont été représentées à titre d'exemples dans les figures 2 à 8. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le profilé 10 est réalisé entièrement en matière cellulaire ou expansée et ses cloisons internes 12 sont rectilignes en section transversale. Dans la forme de réalisation de la figure 3, les cloisons 12 sont également rectilignes en section transversale, mais le profilé est dans son ensemble réalisé en matière compacte. Dans la forme de réalisation de la figure 4, le profilé 10 est en matière compacte et ses cloisons internes 12, qui sont par exemple rectilignes en section transversale, sont raccordées entre elles par au moins une cloison annulaire 18, ce qui permet de doubler le nombre de compartiments formés à l'intérieur du profilé 10. Dans la forme de réalisation de la figure 5, le profilé 10 est réalisé en matière compacte, il ne comprend pas le noyau axial 16 du mode de réalisation de la figure 1, et les nervures ou cloisons internes 12 s'étendent à l'intérieur du profilé sensiblement sur la moitié du rayon interne de ce profilé En outre, les côtés radiaux des nervures 12 en section transversale sont de forme incurvée concave, leur sommet ou extrémité libre étant de forme incurvée convexe. Dans ce cas, les canaux que délimitent les nervures ou cloisons internes 12 à l'intérieur du profilé 10 communiquent entre eux. En élargissant les sommets des nervures ou cloisons internes 12, on peut presque fermer les canaux internes du profilé en les laissant communiquer avec la cavité axiale par des fentes étroites. Dans ce cas, on peut faire circuler le fluide soit à l'intérieur des canaux internes, la cavité axiale formant cavité résonnante, soit à l'intérieur de la cavité axiale, les canaux internes formant des cavités de résonance. Dans le mode de réalisation de la figure 6, les nervures 12 internes du profilé 10 ont à peu près la même forme que dans le mode de réalisation de la figure 5, mais sont réalisées en une matière différente de celle de la paroi périphérique 14 du profilé, par exemple en matière cellulaire ou expansée lorsqu'on veut favoriser l'atténuation acoustique ou en une matière plus rigide lorsqu'on veut favoriser le positionnement du profilé. Dans le mode de réalisation de la figure 7, les nervures internes 12 s'étendent sur environ les 2/3 ou les 3/4 du rayon interne du profilé 10 à partir de sa surface périphérique 14 et ont, en section transversale un contour extérieur à ondulations multiples de faible amplitude. Le profilé 10 est alors dépourvu de noyau axial. Dans la forme de réalisation de la figure 8, les nervures ou cloisons internes 12 ont la même forme que dans le mode de réalisation de la figure 7, mais leur extrémité libre s'appuie sur un noyau interne 20 de forme cylindrique, rapporté à l'intérieur du profilé et éventuellement réalisé en une matière différente de celle du profilé 10. Ce noyau interne 20 peut comprendre des passages ou perçages 22 établissant des communications entre des canaux internes du profilé 10. De façon avantageuse, le profilé selon l'invention peut être réalisé par extrusion continue en une seule opération sans reprise, en utilisant une tête d'extrusion tournante disposée à l'intérieur d'une filière d'extrusion. La rotation de la tête peut être motorisée ou bien libre, la tête d'extrusion étant alors entraînée en rotation par le flux de matière extrudée, lui-même mis en rotation autour de l'axe de la filière d'extrusion au moyen de pales ou d'aubes de guidage. En variante, le profilé peut être réalisé par moulage. Le profilé peut être réalisé en une ou plusieurs matières thermoplastiques ou en une ou plusieurs matières élastomères. On fera maintenant référence aux figures 9 et 10 qui représentent schématiquement plusieurs possibilités d'utilisation d'un profilé selon l'invention. En figure 9, un profilé 10 selon l'invention, par exemple du type représenté en figure 5, est monté autour d'un tube 24 dont l'extrémité 26 engagée à l'intérieur du profilé 10 est fermée axialement, le tube 24 comportant des perforations ou orifices radiaux 28 au voisinage de cette extrémité fermée 26. L'extrémité de droite (sur le dessin) du profilé 10 est fermée par exemple par serrage sur la surface périphérique du tube 24, au moyen d'une pièce annulaire 30. Une autre pièce annulaire 32, de même type que la pièce annulaire 30, peut être utilisée pour resserrer une partie intermédiaire du profilé 10 sur le tube 24, sans fermer complètement les canaux internes du profilé, de façon à y créer des cols. Le système de la figure 9 forme un silencieux à résonateur, permettant d'atténuer certaines fréquences acoustiques gênantes, notamment dans les basses fréquences. Le fluide pénètre dans ce système par l'extrémité de gauche (sur le dessin) du profilé 10 puis passe à l'intérieur du tube 24 par ses orifices ou perforations 28. La partie du profilé 10 comprise entre les pièces annulaires 30 et 32 constitue une cavité résonante accordée sur la fréquence à atténuer. En variante, on peut monter plusieurs pièces annulaires 32 de rétrécissement sur le profilé 10 pour former des cols successifs, ou bien on peut fermer les canaux internes de ce profilé à des endroits différents, pour créer des cavités résonantes différentes et atténuer ainsi plusieurs fréquences acoustiques. Dans la forme de réalisation de la figure 10, un profilé 10 selon l'invention est monté autour d'un tube 24 de circulation de fluide et est fermé à ses deux extrémités axiales 34. Dans sa-partie comprise à l'inté rieur du profilé 10, le tube interne 24 comprend des séries d'orifices ou de perforations 28 débouchant à l'intérieur du profilé 10 dont les canaux internes constituent des cavités de résonance. Dans la forme de réalisation de la figure 11, la structure est à l'inverse de celle représentée en figure 10 : c'est le profilé 10 qui est ouvert à ses extrémités et qui sert à la circulation du fluide, tandis que le tube 24 est fermé à ses extrémités et forme une cavité de résonance. Dans le mode de réalisation de la figure 12, plusieurs profilés 10 selon l'invention sont transversalement alignés ou juxtaposés pour constituer un ensemble compact et sont reliés en série pour former un silencieux de faible longueur axiale. Dans le mode de réalisation de la figure 13, les profilés 10 selon l'invention sont transversalement alignés ou juxtaposés pour former un ensemble compact, et sont alimentés en parallèle par un écoulement de fluide. REVENDICATIONS 1. Profilé tubulaire, en particulier à usage de joint d'étanchéité, de silencieux ou de conduit flexible pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des nervures ou cloisons internes (12) sensiblement radiales enroulées en hélice autour de l'axe longitudinal du profilé. 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) ont une dimension radiale inférieure au rayon interne du profilé. 3. Profilé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) sont raccordées entre elles le long de l'axe longitudinal du profilé et délimitent des canaux parallèles enroulés en hélice autour de l'axe du profilé. 4. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) ont une forme ondulée en section transversale. 5. Profilé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) ont une forme rectiligne en section transversale. 6. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) sont raccordées entre elles le long de l'axe du profilé par une partie pleine (16) formant un noyau interne axial. 7. Profilé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le noyau interne axial (20) est une pièce rapportée. 8. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites nervures ou cloisons internes (12) sont raccordées entre elles par au moins une cloison annulaire (18) et délimitent avec celle-ci une pluralité de canaux parallèles enroulés en hélice autour de l'axe du profilé. 9. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé au moins en partie en matière cellulaire ou expansée, ou en ce qu'il est réalisé en au moins deux matières différentes. 10. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé par extrusion. 11. Profilé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé par extrusion continue en une seule opération, au moyen d'une tête d'extrusion tournante, motorisée ou libre en rotation. 12. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en matières élastomères ou thermoplastiques. 13. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est fermé à au moins une extrémité et monté autour d'un tube (24) de passage de fluide qui comporte des orifices (28) de communication avec les canaux parallèles internes du profilé. 14. Profilé selon la revendication 13, caractérisé en ce que sa section interne est localement réduite par au moins une pièce annulaire (32) montée serrée sur le profilé (10). 15. Profilé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il sert à la circulation d'un fluide et contient un tronçon de tube (24) perforé, fermé à ses extrémités et formant cavité de résonance.