EP1733380A1 - Carter insonorise permettant l'absorption des ondes acoustiques - Google Patents

Carter insonorise permettant l'absorption des ondes acoustiques

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Publication number
EP1733380A1
EP1733380A1 EP05744175A EP05744175A EP1733380A1 EP 1733380 A1 EP1733380 A1 EP 1733380A1 EP 05744175 A EP05744175 A EP 05744175A EP 05744175 A EP05744175 A EP 05744175A EP 1733380 A1 EP1733380 A1 EP 1733380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing according
framework
frame
polyamide
plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05744175A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Richard Bourdon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie SAS filed Critical Rhodia Chimie SAS
Publication of EP1733380A1 publication Critical patent/EP1733380A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
    • F02B77/13—Acoustic insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0065—Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
    • F02F7/0073—Adaptations for fitting the engine, e.g. front-plates or bell-housings

Definitions

  • the present invention relates to a soundproof casing for enveloping a mechanism comprising at least one frame and a microperforated plate disposed between the frame and the mechanism.
  • the casing according to the invention allows in particular the absorption of acoustic waves from various mechanisms such as engines, in particular vehicle engines.
  • Motor encapsulation systems comprising porous materials, such as foam glued or clipped to rigid walls, can be used for this purpose.
  • these systems are expensive to make and recycle.
  • these systems do not allow their performance to be adapted to the specific requirements of the sources to be treated, particularly in terms of absorbed frequency ranges. Indeed, to effectively reduce the absorption of engine noise, this system must be able to absorb waves having a frequency around 1000 Hz.
  • these systems do not make it possible to reduce the noise caused by vibrations. motors, but on the contrary can participate in the repercussions of these vibratory waves.
  • the Applicant has surprisingly discovered that the application of a rigid microperforated plate to the frame of a casing makes it possible to significantly reduce the noises caused by the motors by the absorption of the acoustic waves and the attenuation of the vibratory waves coming various mechanisms, such as motors, while avoiding the drawbacks mentioned above.
  • This casing also has the advantage of being able to modulate its sound absorption coefficient as a function of the sources of noise generated by the mechanisms by notably modifying the distance between the rigid microperforated plate and the framework of the casing.
  • This casing also makes it possible not to amplify the vibrations caused by the motorization and thus not to generate noise itself.
  • the term “casing” protects a protective casing of a mechanism and / or the members of a mechanism, such as an engine, preferably a vehicle engine.
  • the term “casing” is understood to mean any engine casing system, in particular of a vehicle engine, such as for example engine covers, timing belt casings and under-engine skiing. This housing can be used for any type of application.
  • the present invention relates to a soundproof casing 6 for enveloping a mechanism, in particular a motorization, preferably a motorization of a vehicle, comprising at least one frame 2 and a soundproofing element 1 in the form of a microperforated plate comprising through holes is arranged.
  • a soundproof casing 6 for enveloping a mechanism, in particular a motorization, preferably a motorization of a vehicle, comprising at least one frame 2 and a soundproofing element 1 in the form of a microperforated plate comprising through holes is arranged.
  • the element 1 and the framework 2 define a space 5 having a thickness of 1 to 400 mm, said element 1 having the following characteristics: a surface density of perforation from 0.2 to 30 %; and a hole diameter of 0.05 to 3 mm.
  • the element 1 having the shape of a microperforated plate can have a thickness of 0.2 to 10 mm, preferably from 0.5 to 5 mm, such as for example 0.8, 1, 1, 5, 2, 2 , 5, 3, 3.5, 4 and 4.5.
  • Element 1 has a surface density of perforation, that is to say the empty surface / full surface ratio, of 0.2 to 30%, preferably of 0.5 to 15%, such as for example 0.7, 1 , 1, 5, 2, 3, 4, 5 and 10%.
  • the diameter of the holes in the microperforated plate is between 0.05 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm, in particular 0.1 to 0.5 mm, such as for example 0.2, 0.3 and 0 , 4 mm.
  • the microperforated plate can perfectly include holes of different diameters.
  • the holes are preferably distributed uniformly on the microperforated plate.
  • the element 1 having the shape of a microperforated plate can be of different forms conjugated or not conjugated with the framework 2 of the casing.
  • the microperforated plate may in particular have a cross section having a plane and / or curved profile, such as for example in the shape of a U, a V, a semicircle, a rectangle with right and / or rounded angles, concave and / or convex.
  • This microperforated plate may in particular have flat zones and / or zones comprising curvatures.
  • the perforation of the plate can be carried out in different ways.
  • the plate can be perforated by laser or by punching, in particular hot, for example using needles. A high precision punching machine can be used for this purpose.
  • a plastic plate to carry out the perforation in the enclosure of the mold for molding the plate.
  • a mold fitted with movable pins for making a part comprising perforations may optionally include stiffeners so that it is as rigid as possible in order to contribute to better resistance of the system to the vibratory stresses of the engine.
  • the framework 2 can be of different shapes. It may in particular have a planar and / or curved profile, such as for example in the shape of a U, a V, a semicircle, a rectangle with right and / or rounded angles, concave and / or convex.
  • the frame 2 may in particular have flat zones and / or zones comprising curvatures.
  • the framework 2 may have a more or less complex structure, with for example spaces for accommodating other parts, reinforcement ribs, preferably in the form of a zigzag or X, means of assembly with other parts or systems, for example clips, in particular in order to stiffen the part and limit the noise which it can generate by vibrations.
  • the frame 2 may also comprise several sections that are substantially elongated and separated, for example, by elbows and / or changes in curvature.
  • This frame 2 may also have a closed cross section.
  • closed cross-section is meant any geometric shape to which it is possible to define a perimeter, such as for example a circle, a rectangle with right or rounded angles, an ellipse, an oval, ...
  • the framework can for example be tubular.
  • the framework 2 may in particular comprise two walls 4 and a part 3.
  • 3 is generally the one with the largest dimensions.
  • the framework 2 may have a thickness of 0.5 to 10 mm, preferably of
  • the framework 2 may optionally include flats inducing in particular a variation in the thickness less than or equal to 100%, relative to the average thickness of the part.
  • Element 1 and / or framework 2 can, independently of one another, be made up of one or more materials preferably chosen from the group comprising: metal, glass, wood, thermoplastic materials, thermosetting materials, and / or mixtures thereof.
  • the elements of the casing according to the invention can for example be formed from one or more metal parts. These parts can in particular be obtained by stamping a plate or a metal sheet. Steel sheets, in particular untreated or galvanized and / or provided with a primer and possibly with a bonding agent, as well as untreated or anodized aluminum sheets and / or provided with a primer and possibly of an adhesive agent, are particularly well suited.
  • thermoplastic materials such as for example polyamide, polyethylene, polyester, polyurethane, polyolefin, such as polypropylene, polymethyl methacrylate, propylene polyoxide, polyvinyl chloride, polyacetal, polysulfone, polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene, poly (butylene terephthalate) and / or mixtures thereof; or thermosetting materials such as polyurethane.
  • the polyamide is preferably chosen from semi-crystalline polyamides for example, the polymers obtained by polycondensation action of saturated aliphatic dicarboxylic acids having from 6 to 12 carbon atoms such as, for example adipic acid, azelaic acid, sebacic acid , dodecanoic acid or a mixture of these with linear or branched saturated, preferably aliphatic, biprimary diamines having from 4 to 12 carbon atoms such as, for example, hexamethylene diamine, trimethylhexamethylene diamine, tetramethylene diamine, m- xylene diamine or a mixture thereof; the polyamides obtained either by direct homopolycondensation of ⁇ -aminoalkanoic acid comprising a hydrocarbon chain having from 4 to 12 carbon atoms, or by hydrolytic opening and polymerization of lactams derived from these acids; the copolyamides obtained from the starting monomers of the aforementioned polyamides, the acid component of these copo
  • polyamides obtained by polycondensation of diacids and diamines there may be mentioned for example: polyamide 4.6, polyamide 6.6, polyamide 6.9, polyamide 6.10 and polyamide 6.12 .
  • polyamide 4 By way of illustration of the polyamides obtained by homopolycondensation which may be suitable, mention will be made of: polyamide 4, polyamide 5, polyamide 6, polyamide 7, polyamide 8, polyamide 9, polyamide 10, polyamide 11, and polyamide 12.
  • copolyamides there may be mentioned for example: polyamide 6.6 / 6.10 (copolymer of hexamethylenediamine, adipic acid and sebacic acid), polyamide 6.6 / 6 (copolymer of hexamethylenediamine, adipic acid and caprolactam), polyamide 6/12, polyamide 6/11, polyamide 6 / 6.36. It is in particular possible to use the mixtures of the (co) polyamides mentioned previously.
  • the preferred polyamides of the invention are polyamides 6.6, polyamides 6, copolyamides 66/6 and 6 / 6.36.
  • polyamides are used having a melt flow index greater than or equal to 20 g / 10 min, more preferably greater than or equal to 30 g / 10 min, measured according to ISO 1133 at 275 ° C. under a load of 325 g. .
  • a high-fluidity star polyamide obtained by mixing or adding in polymerization, in the presence of the monomers, of a multifunctional monomer having at least three initiating polymerization functions, such as acid and / or amino functions.
  • the star polyamide used makes it possible to manufacture an element according to the invention having a good compromise in rigidity / dimensional stability, a good surface appearance and a good propensity for molding, and obtaining elements of fine thickness using standard injection machines.
  • the element 1 and the framework 2 can be made of the same material, so as to facilitate the recycling procedure, such as for example polyamide.
  • the thermoplastic materials from which the elements are shaped may advantageously comprise fillers, for example reinforcing and / or filling fillers, such as glass fibers, fibers made of thermosetting synthetic materials or having a higher melting point.
  • thermoplastic materials from which the elements are shaped may also include additives such as thermal stabilizers, molding agents such as calcium stearate, UV stabilizers, antioxidants, lubricants, abrasion reducers, pigments, dyes, plasticizers, laser labeling promoters, impact modifiers or impact reinforcing agents, such as elastomers.
  • the antioxidants and heat stabilizers are, for example, alkali halides, copper halides, sterically hindered phenolic compounds, organic phosphites and aromatic amines.
  • UV stabilizers are generally benzotriazoles, benzophenones or HALS, optionally in combination with antioxidants and / or other conventional additives. Any known method can be used for the production of shaped elements made of thermoplastic material comprising several compounds.
  • the elements of the casing according to the present invention can be obtained by different shaping methods, such as stamping and bending (for metal), extrusion, compression molding, rotational molding, thermoforming, conventional injection molding or gas injection or water injection.
  • the microperforated plate is preferably obtained by shaping a thermoplastic composition by an injection molding process.
  • the element 1 and the framework 2 define a space 5 having a thickness of 1 to 400 mm, preferably from 1 to 200 mm, more preferably from 5 to 30 mm, such as for example 6, 7, 8, 9, 10 , 11, 12, 13, 14 and 15 mm. According to the respective shapes of the element 1 and the framework 2, the thickness of the space 5 can be variable.
  • the microperforated plate 1 can be positioned between the part 3 of the framework 2 and the mechanism, preferably in a parallel or slightly parallel manner, that is to say so as to form an angle preferably less than or equal to 20.
  • the microperforated plate 1 and the framework 2 can be associated together, directly or indirectly; that is, through one or more other elements. In the latter case, the microperforated plate 1 and the framework 2 are not associated with each other, but fixed independently of one another to one or more other elements, such as for example the hood, the engine, the cover. cylinder head, air filter and / or an air intake manifold, in the case of a motor vehicle.
  • the microperforated plate 1 is advantageously associated with the framework 2 with the part 3 and / or on the walls 4 of the framework 2. Said plate can for example bear on the framework 2 on singular points or in strips of continuous contact.
  • the microperforated plate 1 and the framework 2 can be assembled by any means known from the state of the art, such as for example clipping, stamping, screwing, bonding, riveting, embedding and / or welding.
  • welding techniques for the invention there may be mentioned by way of example: ultrasonic welding (the surfaces are brought to the desired temperature by ultrasound), vibration welding (the surfaces are brought into contact and in vibration with respect to each other, the friction between the surfaces causing heating and softening of the material), the welding by heating mirror (a heated mirror is placed between the welding surfaces, then removed when they these have reached the desired temperature; the surfaces are then brought into contact under a determined pressure), infrared welding (technique similar to that of the heating mirror, the heat source being an emitter of infrared rays), and laser welding.
  • Figure 1 shows a schematic transverse view of a housing according to the invention in which the frame 2 has a planar profile.
  • Figure 2 shows a schematic transverse view of a casing according to the invention in which the framework 2 has a concave curved profile.
  • the framework 2 comprises two walls 4 and a part 3.
  • a specific language is used in the description so as to facilitate understanding of the principle of the invention. It should nevertheless be understood that no limitation of the scope of the invention is envisaged by the use of this specific language. Modifications, improvements and improvements can in particular be envisaged by a person familiar with the technical field concerned on the basis of his own general knowledge.
  • Example 1 Motor cover type housing
  • An engine cover is produced for a 2-liter direct injection diesel engine comprising a microperforated plate 1 and a frame 2, in accordance with a casing according to FIG. 2.
  • Polyamide granules sold by the company Rhodia under the name TechnylStar S218MZ20V10 BK 2N are used for the manufacture of microperforated plate 1 and framework 2 by injection molding with a Billion H6860-750 injection press (closing force 750 tonnes ).
  • a mold allows the manufacture of a plate in the form of a rectangular plate having a length of 340 mm, a width of 145 mm and a thickness of 1 mm and comprising five clipping zones (one zone for each angle and one zone in the middle) located on part 3.
  • the perforation of the plate is obtained by laser micro-perforation performed using a CO 2 laser machine with a power of 1000W, scanning the surface to be perforated.
  • a plate is obtained having a surface density of perforation of 1% and a diameter of the holes of 0.3 mm.
  • Another mold allows the fabrication of the framework 2 in the form of a rectangular plate having a length of 350 mm, a width of 160 mm and a thickness of 3 mm, and having a cross section having a curved profile and comprising five zones. clip (one area for each angle and one area in the middle).
  • the two elements are assembled by positioning the microperforated plate 1 in the curved space of the frame 2 and clipping. The positioning of the two elements is such that the distance between the microperforated plate 1 and the framework 2 is 10 mm.
  • Example 2 Acoustic absorption measurement test a) Manufacture of the microperforated plate 1
  • Polyamide granules sold by the company Rhodia under the name TechnylStar S218MZ20V10 are used for the forming of a rectangular plate by sheet injection.
  • a Billion H6860-750 injection molding machine is used to obtain this plate, which is then re-cut into a disc having a thickness of 0.8 mm, and having either a diameter of 100 mm or a diameter of 29 mm.
  • the microperforated plate 1 is then obtained by laser micro-perforation, as mentioned above.
  • a plate is obtained having a surface density of perforation of 1% and a diameter of the holes of 0.3 mm.
  • a disc with a diameter of 29 mm and a disc with a diameter of 100 mm of polyurethane foam with a thickness of 10 mm are used, cut by stamping in a foam of the timing belt casing of a 2.5L TDI 6-cylinder V diesel engine. from Volkswagen / AUDI.
  • the foam has a density of 0.025 g. cm 3 and an average diameter of porosities 0.24 +/- 0.08 mm.
  • a loudspeaker At one end of the tube, a loudspeaker generates a white noise type signal.
  • the incident sound wave is reflected by the material at the other end, which forms a standing wave.
  • the technique used is that of the two microphones: the reflection coefficient is calculated from the transfer function between the two microphones, the absorption coefficient is deduced therefrom.
  • the disc obtained in Example 2. a) is placed at a distance d of 10 mm or 30 mm from the end of the tube.
  • the disc thus constitutes the microperforated plate 1 and the end of the tube constitutes the framework 2.
  • a sound absorption system of the polyurethane foam type is not suitable for the noise source to be treated (diesel engine), in particular by the fact that the optimum of its sound absorption (between 2000 and 2500 Hz ) is not at the same frequencies as the maximum noise level emitted by the engine (between 800 and 2500 Hz for a conventional diesel engine with 1.8L displacement, 4 cylinders in lines).
  • Example 3 Testing the acoustic radiation of vibratory origin
  • the first mode corresponds to the first frequency for which the response of the structure to an excitation causes displacements of very large amplitudes.
  • the maximum acoustic pressure radiated by the structure is approximately 40 dB lower with the engine cover according to the invention compared to the engine cover without microperforated plate. It is thus observed that the microperforated plate makes it possible to increase the rigidity of the engine cover, thus significantly damping the vibrations coming from the engine, which results in a very significant reduction in the noise generated by them.

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Abstract

La présente invention concerne un carter insonorisé pour envelopper un mécanisme comprenant au moins une ossature et une plaque microperforée disposé entre l'ossature et le mécanisme. Le carter selon l'invention permet notamment l'absorption des ondes acoustiques de divers mécanismes tels que des moteurs, notamment des moteurs de véhicule.

Description

Carter insonorisé permettant l'absorption des ondes acoustiques
La présente invention concerne un carter insonorisé pour envelopper un mécanisme comprenant au moins une ossature et une plaque microperforée disposé entre l'ossature et le mécanisme. Le carter selon l'invention permet notamment l'absorption des ondes acoustiques de divers mécanismes tels que des moteurs, notamment des moteurs de véhicule.
Il existe un besoin de diminuer les bruits provoqués par divers types de mécanisme, tes que les moteurs de véhicule.
On peut utiliser à cet effet des systèmes d'encapsulage du moteur comprenant des matériaux poreux, comme des mousses collées ou clipsées à des parois rigides. Toutefois, ces systèmes sont coûteux à réaliser et à recycler. Par ailleurs, ces systèmes ne permettent pas d'adapter leurs performances aux exigences spécifiques des sources à traiter, particulièrement en terme de plages de fréquences absorbées. En effet, pour réduire efficacement l'absorption des bruits du moteur, il faut que ce système puisse absorber les ondes ayant une fréquence aux a\entours de 1000 Hz. De plus, ces systèmes ne permettent pas de diminuer les bruits provoqués par les vibrations des moteurs, mais au contraire peuvent participer à la répercussions de ces ondes vibratoires.
Il est donc nécessaire de mettre au point des carter présentant à la fois de bonnes capacités d'absorption des ondes acoustiques et des ondes vibratoires qui soient simple à fabriquer et à assembler. En effet, l'assemblage doit être pris en compte pour la conception d'un article car il peut engendrer des surcoûts et avoir un impact sur les caractéristiques dudit article, tel que l'altération des propriétés mécaniques, la création de zone de fragilité, ou une mauvaise étanchéité.
La demanderesse a découvert de manière surprenante que l'application d'une plaque rigide microperforée à l'ossature d'un carter permet de réduire significativement les bruits provoqués par les moteurs par l'absorption des ondes acoustiques et l'atténuation des ondes vibratoires venant de divers mécanismes, tels que des moteurs, tout en évitant les inconvénients mentionnés précédemment. Ce carter présente également pour avantage de pouvoir moduler son coefficient d'absorption acoustique en fonction des sources de bruits générés par les mécanismes en modifiant notamment la distance entre la plaque rigide microperforée et l'ossature du carter. Ce carter permet également de ne pas amplifier les vibrations provoquées par la motorisation et ainsi de ne pas lui- même générer de bruit. Cet article présente également de nombreux autres avantages : il est léger, rigide, simple à réaliser et présente une bonne tenue thermique du système notamment pour les applications sous capot moteur, une bonne recyclabilité et une diminution des coûts de mis en œuvre. On entend au sens de l'invention par carter une enveloppe protectrice d'un mécanisme et/ou des organes d'un mécanisme, tel qu'un moteur, preferentiellement un moteur de véhicule. On entend notamment par carter tout système de cartérisation de moteur, notamment de moteur de véhicules, tel que par exemple les couvres moteurs, les carters de courroie de distribution et le ski sous moteur. Ce carter peut être utilisé pour tout type d'application. La présente invention concerne un carter 6 insonorisé pour envelopper un mécanisme, notamment une motorisation, preferentiellement une motorisation de véhicule, comprenant au moins une ossature 2 et un élément 1 d'insonorisation ayant la forme d'une plaque microperforée comportant des trous traversants est disposé entre l'ossature 2 et ledit mécanisme, l'élément 1 et l'ossature 2 définissent un espace 5 ayant une épaisseur de 1 à 400 mm, ledit élément 1 présentant les caractéristiques suivantes : une densité surfacique de perforation de 0,2 à 30 % ; et un diamètre des trous de 0,05 à 3 mm. L'élément 1 ayant la forme d'une plaque microperforée peut présenter une épaisseur de 0,2 à 10 mm, preferentiellement de 0,5 à 5 mm, tel que par exemple 0,8, 1 , 1 ,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4 et 4,5. L'élément 1 présente une densité surfacique de perforation, c'est à dire le rapport surface vide/surface pleine, de 0,2 à 30 %, preferentiellement de 0,5 à 15 %, tel que par exemple 0,7, 1 , 1 ,5, 2, 3, 4, 5 et 10 %. Le diamètre des trous de la plaque microperforée est compris entre 0,05 à 3 mm, preferentiellement de 0,1 à 1 mm, notamment 0,1 à 0,5 mm, tel que par exemple 0,2, 0,3 et 0,4 mm. La plaque microperforée peut parfaitement comprendre des trous de diamètres différents. Les trous sont preferentiellement réparties de manière uniformes sur la plaque microperforée. Selon l'invention, l'élément 1 ayant la forme d'une plaque microperforée peut être de différentes formes conjuguées ou non conjuguées avec l'ossature 2 du carter. La plaque microperforée peut notamment présenter une section transversale présentant un profil plan et/ou courbe, comme par exemple en forme de U, de V, de demi-cercle, de rectangle à angles droit et/ou arrondis, concave et/ou convexe. Cette plaque microperforée peut notamment présenter des zones planes et/ou des zones comportant des courbures.
La perforation de la plaque peut être réalisée de différentes manières. La plaque peut être perforée par laser ou par poinçonnage notamment à chaud, par exemple en utilisant des aiguilles. On peut utiliser à cet effet une poinçonneuse haute précision. Il est également possible, par exemple, pour une plaque plastique de procéder à la perforation dans l'enceinte du moule de moulage de la plaque. On peut notamment utiliser pour ce faire un moule équipé de broches mobiles permettant de fabriquer une pièce comprenant des perforations. Ladite plaque peut éventuellement comporter des raidisseurs de manière à ce que celle-ci soit la plus rigide possible afin de contribuer à une meilleure tenue du système face aux sollicitations vibratoires du moteur.
Selon l'invention, l'ossature 2, peut être de différentes formes. Il peut notamment présenter un profil plan et/ou courbe, comme par exemple en forme de U, de V, de demi-cercle, de rectangle à angles droit et/ou arrondis, concave et/ou convexe. L'ossature 2 peut notamment présenter des zones planes et/ou des zones comportant des courbures. L'ossature 2 peut présenter une structure plus ou moins complexe, avec par exemple des espaces pour loger d'autres pièces, des nervures de renfort, de préférence en forme de zigzags ou de X, des moyens d'assemblage avec d'autres pièces ou systèmes, par exemple des clips, notamment afin de rigidifier la pièce et limiter le bruit qu'elle peut générer par vibrations. L'ossature 2 peut également comporter plusieurs tronçons sensiblement allongés et séparés, par exemple, par des coudes et/ou des changements de courbures.
Cette ossature 2 peut également présenter une section transversale fermée. Par section transversale fermée, il faut entendre toute forme géométrique pour laquelle il est possible de définir un périmètre, comme par exemple un cercle, un rectangle à angles droits ou arrondis, une ellipse, un ovale, ... L'ossature peut par exemple être tubulaire.
L'ossature 2 peut notamment comprendre deux parois 4 et une partie 3. La partie
3 est généralement celle ayant les dimensions la plus grande.
L'ossature 2 peut présenter une épaisseur de 0,5 à 10 mm, preferentiellement de
I à 5 mm, tel que par exemple 2, 2,5, 3, 3,5, 4 et 4,5 mm. L'ossature 2 peut éventuellement comprendre des méplats induisant notamment une variation de l'épaisseur inférieur ou égale à 100 %, par rapport à l'épaisseur moyenne de la pièce.
L'élément 1 et/ou l'ossature 2 peuvent, indépendamment l'une de l'autre, être constitué d'un ou plusieurs matériaux choisis preferentiellement dans le groupe comprenant : le métal, le verre, le bois, les matériaux thermoplastiques, les matériaux thermodurcissables, et/ou leurs mélanges.
II est à noter que le choix d'un matériau pour la réalisation d'un carter selon l'invention est généralement guidé par des critères de coûts et de propriétés, selon les applications. Ainsi selon l'utilisation qui sera faite d'un objet et l'environnement dans lequel il sera utilisé on exigera des propriétés différentes, telles que la résilience, la rigidité, la flexibilité, la stabilité dimensionnelle, la température de déformation sous charge, la tenue à la chaleur, l'imperméabilité à certaines substances chimiques, la résistance au contact de certaines substances, etc..
Les éléments du carter selon l'invention peuvent être par exemple formées d'une ou plusieurs pièces métalliques. Ces pièces peuvent notamment être obtenues par emboutissage d'une plaque ou d'une feuille métallique. Les tôles d'acier, notamment non traitées ou galvanisées et/ou munies d'un primaire et éventuellement d'un agent d'adhérence, ainsi que les tôles d'aluminium non traitées ou anodisees et/ou munies d'un primaire et éventuellement d'un agent d'adhérence, sont particulièrement bien appropriées.
On peut également utiliser des feuilles de matière(s) plastique(s) mises en forme par pressage à chaud, qui sont composées de matériaux thermoplastiques dans lesquels peuvent être insérées des nappes de fibres de verre ou de nappes de fibres synthétiques, tels que des stratifiés. On peut également utiliser des matériaux thermoplastiques, tel que par exemple le polyamide, le polyéthylène, le polyester, le polyuréthane, la polyoléfine, tel que le polypropylène, le polyméthacrylate de méthyle, le polyoxyde de propylène, le polychlorure de vinyle, le polyacétal, le polysulfone, le polycarbonate, l'acrylonitrile butadiène styrène, le poly(téréphtalate de butylène) et/ou leurs mélanges ; ou des matériaux thermodurcissables tels que le polyuréthane. Le polyamide est de préférence choisi parmi les polyamides semi-cristallins par exemple, les polymères obtenus par action de polycondensation de diacides carboxyliques aliphatiques saturés ayant de 6 à 12 atomes de carbone tels que, par exemple l'acide adipique, acide azélaïque, acide sébacique, acide dodécanoïque ou un mélange de ceux-ci avec des diamines biprimaires de préférence aliphatiques saturées linéaires ou ramifiées ayant de 4 à 12 atomes de carbone telles que, par exemple l'hexaméthylène diamine, la triméthylhexaméthylène diamine, la tétraméthylène diamine, la m-xylène diamine ou un mélange de celles-ci ; les polyamides obtenus soit par homopolycondensation directe d'acide ω-aminoalcanoïque comportant une chaîne hydrocarbonée ayant de 4 à 12 atomes de carbone, soit par ouverture hydrolytique et polymérisation des lactames dérivés de ces acides ; les copolyamides obtenus à partir des monomères de départ des polyamides précités, le composant acide de ces copolyamides pouvant consister en outre en partie en acide téréphtalique et ou en acide isophtalique ; et les mélanges de ces polyamides ou leurs copolymères.
A titre d'illustration des polyamides obtenus par polycondensation de diacides et de diamines, on citera par exemple : le polyamide 4,6, le polyamide 6,6, le polyamide 6,9, le polyamide 6,10 et le polyamide 6,12. A titre d'illustration des polyamides obtenus par homopolycondensation qui peuvent convenir, on citera : le polyamide 4, le polyamide 5, le polyamide 6, le polyamide 7, le polyamide 8, le polyamide 9, le polyamide 10, le polyamide 11, et le polyamide 12. A titre d'illustration des copolyamides, on citera par exemple : le polyamide 6,6/6,10 (copolymère d'hexaméthylènediamine, d'acide adipique et d'acide sébacique), le polyamide 6,6/6 (copolymère d'hexaméthylènediamine, d'acide adipique et de caprolactame), le polyamide 6/12, le polyamide 6/11, le polyamide 6/6,36. On peut notamment utiliser les mélanges des (co)polyamides mentionnés précédemment. Les polyamides préférés de l'invention sont les polyamides 6.6, les polyamides 6, les copolyamides 66/6 et 6/6,36.
Preferentiellement, on utilise des polyamides présentant un indice de fluidité en fondue supérieur ou égal à 20 g/10 min, plus preferentiellement supérieur ou égal à 30 g/10 min, mesuré selon la norme ISO 1133 à 275°C sous une charge de 325g.
A cet effet, on peut par exemple utiliser un polyamide étoile haute fluidité obtenu par mélange ou ajout en polymérisation, en présence des monomères, d'un monomère multifonctionnel présentant au moins trois fonctions initiatrices de polymérisation, telles que des fonctions acides et/ou aminés. On préfère particulièrement un polyamide obtenu par polymérisation de monomères d'acide ω-aminoalcanoïque comportant une chaîne hydrocarbonée ayant de 4 à 12 atomes de carbone, tel que le ε-caprolactame, en présence d'au moins un monomère multifonctionnel présentant au moins trois fonctions initiatrices de polymérisation, telles que des fonctions acides ou aminés. On peut notamment utiliser un polyamide étoile tel que décrit dans les brevets FR 2743077 et FR 2779730 ; ou les monomères multifonctionnels mentionnés dans ces références. Le polyamide étoile utilisé permet la fabrication d'un élément selon l'invention présentant un bon compromis rigidité/stabilité dimensionnelle, un bon aspect de surface et une bonne propension au moulage, et l'obtention d'éléments d'épaisseur fine en utilisant des machines d'injection standards. L'élément 1 et l'ossature 2 peuvent être constitués du même matériau, de manière à facilité la procédure de recyclage, tel que par exemple du polyamide. Les matériaux thermoplastiques à partir desquels les éléments sont mis en forme peuvent avantageusement comporter des charges, par exemple des charges de renfort et/ou de remplissage, telle que des fibres de verre, des fibres en matières synthétiques thermodurcissable ou présentant un point de fusion supérieur à 325°C, des fibres de carbone, et/ou des substances ou poudres minérales telles que le talc, mica, kaolin, carbonate de calcium. Ces charges sont couramment utilisées dans les domaines de la plasturgie. Les charges de renfort peuvent représenter de 0 à 80 %, preferentiellement de 5 à 55 %, encore plus preferentiellement de 10 à 40 % en poids par rapport au poids total de la composition thermoplastique. Les matériaux thermoplastiques à partir desquels les éléments sont mis en forme peuvent aussi comporter des additifs tels que des stabilisants thermiques, agents de moulage tels que le calcium stéarate, stabilisants U.V., antioxydants, lubrifiants, réducteurs d'abrasion, pigments, colorants, plastifiants, promoteurs de marquage au laser, agents modifiant la résilience ou agent de renfort de choc, tels que des élastomères. A titre d'exemple, les antioxydants et stabilisants chaleur sont, par exemple, des halogénures d'alcalins, des halogénures de cuivre, les composés phénoliques stériquement encombrés, les phosphites organiques et les aminés aromatiques. Les stabilisants U.V. sont généralement des benzotriazoles, des benzophénones ou des HALS éventuellement en association avec des antioxydants et/ou autres additifs conventionnels. On peut utiliser tous les procédés connus pour la réalisation d'éléments mis en forme en matière thermoplastique comportant plusieurs composés. On cite par exemple la mise en forme à partir de granulés d'une composition contenant tous les éléments ; la mise en forme à partir de mélanges de granulés de compositions différentes et éventuellement d'additifs introduits sous forme de poudre ou mélange maître, par exemple granulés de polyéthylène, de polyamide et de ionomère ; la mise en forme à partir de granulés dont au moins une partie est enrobée par un additif ou autre composé.
Les éléments de du carter selon la présente invention peuvent être obtenus par différents procédés de mise en forme, tels que le l'emboutissage et le pliage (pour le métal), l'extrusion, le moulage par compression, le rotomoulage, le thermoformage, le moulage par injection classique ou injection-gaz ou injection- eau. La plaque microperforée est preferentiellement obtenu par mise en forme d'une composition thermoplastique par un procédé de moulage par injection. L'élément 1 et l'ossature 2 définissent un espace 5 ayant une épaisseur de 1 à 400 mm, preferentiellement de 1 à 200 mm, plus preferentiellement de 5 à 30 mm, tel que par exemple 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14 et 15 mm. Selon les formes respectives de l'élément 1 et l'ossature 2, l'épaisseur de l'espace 5 peut être variable. On considère preferentiellement que l'épaisseur est comprise dans les valeurs indiquées ci-dessus pour la majeure partie de l'espace entre l'élément 1 et l'ossature 2. La plaque microperforée 1 peut être positionnée entre la partie 3 de l'ossature 2 et le mécanisme, preferentiellement de manière parallèle ou légèrement parallèle, c'est à dire de manière à former un angle preferentiellement inférieur ou égal à 20.
La plaque microperforée 1 et l'ossature 2 peuvent être associées ensemble, directement ou indirectement ; c'est à dire par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Dans ce dernier cas, la plaque microperforée 1 et l'ossature 2 ne sont pas associés entre eux, mais fixés indépendamment l'un de l'autre à un ou plusieurs autres éléments, tel que par exemple au capot, au moteur, au couvre culasse, au filtre à air et/ou à un collecteur d'admission d'air, dans le cas d'un véhicule automobile.
La plaque microperforée 1 est avantageusement associée à l'ossature 2 à la partie 3 et/ou sur les parois 4 de l'ossature 2. Ladite plaque peut par exemple prendre appui sur l'ossature 2 sur des points singuliers ou en des bandes de contact continues.
Selon l'invention, la plaque microperforée 1 et l'ossature 2 peuvent être assemblées par n'importe quel moyen connu de l'état de la technique, tel que par exemple clipsage, emboutissage, vissage, collage, rivetage, encastrement et/ou soudure. Comme techniques de soudure connues et convenables pour l'invention, on peut citer à titre d'exemple : la soudure par ultrasons (les surfaces sont portées à la température voulue par les ultrasons), la soudure par vibration (les surfaces sont mises en contact et en vibration l'une par rapport à l'autre, le frottement entre les surfaces provoquant réchauffement et le ramollissement de la matière), la soudure par miroir chauffant (un miroir chauffé est disposé entre les surfaces de soudure, puis retiré quand celles-ci ont atteint la température désirée ; les surfaces sont alors mises en contact sous une pression déterminée), la soudure par infrarouge (technique semblable à celle du miroir chauffant, la source de chaleur étant un émetteur de rayons infrarouges), et la soudure laser. La Figure 1 représente une vue schématisée transversale d'un carter selon l'invention dans lequel l'ossature 2 présente un profil plan. La Figure 2 représente une vue schématisée transversale d'un carter selon l'invention dans lequel l'ossature 2 présente un profil courbe concave. L'ossature 2 comprend deux parois 4 et une partie 3. Un langage spécifique est utilisé dans la description de manière à faciliter la compréhension du principe de l'invention. Il doit néanmoins être compris qu'aucune limitation de la portée de l'invention n'est envisagée par l'utilisation de ce langage spécifique. Des modifications, améliorations et perfectionnements peuvent notamment être envisagés par une personne au fait du domaine technique concerné sur la base de ses propres connaissances générales.
Le terme et/ou inclut les significations et, ou, ainsi que toutes les autres combinaisons possibles des éléments connectés à ce terme.
D'autres détails ou avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au vu des exemples donnés ci-dessous uniquement à titre indicatif.
Exemple 1 : Carter de type couvre moteur
On fabrique un couvre moteur pour moteur diesel à injection directe de cylindrée 2 litres comprenant une plaque microperforée 1 et une ossature 2, conformément à un carter selon la Figure 2.
Des granulés de polyamide commercialisés par la société Rhodia sous la dénomination TechnylStar S218MZ20V10 BK 2N sont utilisés pour la fabrication de la plaque microperforée 1 et l'ossature 2 par moulage par injection avec une presse à injecter Billion H6860-750 (force de fermeture 750 tonnes). Un moule permet la fabrication d'une plaque sous forme de plaque rectangulaire présentant une longueur de 340 mm, une largeur de 145 mm et une épaisseur de 1 mm et comprenant cinq zones de clipsage (une zone pour chaque angle et une zone au milieu) situés sur la partie 3. La perforation de la plaque est obtenu par micro-perforation au laser réalisée à l'aide d'une machine laser au CO2 d'une puissance de 1000W, effectuant un balayage de la surface à perforer. Une installation du type VOTAN ™ D de la société JENOPTIK est utilisée pour obtenir de telles perforations. On obtient une plaque ayant une densité surfacique de perforation de 1 % et un diamètre des trous de 0,3 mm. Un autre moule permet la fabrication de l'ossature 2 sous forme d'une plaque rectangulaire présentant une longueur de 350 mm, une largeur de 160 mm et une épaisseur de 3 mm, et présentant une section transversale ayant un profil courbe et comprenant cinq zones de clipsage (une zone pour chaque angle et une zone au milieu). L'assemblage des deux éléments est réalisé en positionnant la plaque microperforée 1 dans l'espace courbe de l'ossature 2 et clipsage. Le positionnement des deux éléments est tel que la distance entre la plaque microperforée 1 et l'ossature 2 est de 10 mm.
Exemple 2 : Test de mesure absorption acoustique a) Fabrication de la plaque microperforée 1
Des granulés de polyamide commercialisés par la société Rhodia sous la dénomination TechnylStar S218MZ20V10 sont utilisés pour la mise en forme d'une plaque rectangulaire par injection nappe. Une presse à injecter Billion H6860-750 est utilisée pour obtenir cette plaque, qui est ensuite redécoupée en un disque ayant une épaisseur de 0,8 mm, et ayant soit un diamètre de 100 mm, soit un diamètre de 29 mm. La plaque microperforée 1 est ensuite obtenue par micro-perforation au laser, comme mentionné précédemment. On obtient une plaque ayant une densité surfacique de perforation de 1 % et un diamètre des trous de 0,3 mm. b) Mousse polyuréthane
On utilise un disque de diamètre 29 mm et un disque de diamètre 100 mm de mousse polyuréthane d'une épaisseur de 10 mm découpés par emboutissage dans une mousse de carter de courroie de distribution d'un moteur diesel 2,5L TDI 6 cylindres en V de Volkswagen / AUDI. La mousse présente une densité de 0,025 g. cm3 et un diamètre moyen de porosités 0,24 +/- 0.08 mm. c) Mesure d'absorption des ondes acoustiques
Des mesures d'absorption acoustique ont été réalisées au tube de Kundt selon la norme ISO 10534-2 de novembre 1998. Le tube de Kundt utilisé est de marque Bruel and Kjaer type 4206, comprenant deux microphones et un préamplificateur. On utilise un gros tube de 100 mm pour calculer le facteur d'absorption des ondes de basse fréquences et moyennes fréquences (50 Hz-1600 kHz) et un petit tube de 29 mm pour calculer le facteur d'absorption des ondes de haute fréquence (500 Hz-6400 Hz).
La méthode est la suivante : A une extrémité du tube, un haut-parleur génère un signal de type bruit blanc. L'onde sonore incidente est réfléchie par le matériau située à l'autre extrémité, ce qui forme une onde stationnaire. La technique utilisée est celle des deux microphones : le coefficient de réflexion est calculé à partie de la fonction de transfert entre les deux microphones, le coefficient d'absorption en est déduit.
En l'espèce, le disque obtenu dans l'exemple 2. a) est placé à une distance d de 10 mm ou de 30 mm de l'extrémité du tube Le disque constitue ainsi la plaque microperforée 1 et l'extrémité du tube constitue l'ossature 2. Pour ce qui est de l'essai avec la mousse polyuréthane de l'exemple 2.b), la procédure d'essai de mesure d'absorption d'onde acoustique est la même que celle décrite précédemment, avec la distance d = 0 mm (l'échantillon est plaqué contre l'extrémité du tube). Les résultats sont mentionnés au tableau 1 :
Tableau 1
Les valeurs sont exprimés en pourcentage
On observe ainsi qu'un système d'absorption acoustique de type mousse polyuréthane n'est pas adapté à la source de bruit à traiter (moteur diesel) , notamment par le fait que l'optimum de son absorption acoustique (entre 2000 et 2500 Hz) ne se situe pas aux mêmes fréquences que le niveau de bruit maximum émis par le moteur (entre 800 et 2500 Hz pour un moteur diesel classique de 1 ,8L de cylindrée, 4 cylindres en lignes). En revanche, il est possible de moduler le coefficient d'absorption acoustique du carter de la présente invention selon la distance d utilisée en fonction de la fréquence de l'onde acoustique émise. On observe également que le carter selon l'invention présente un bon pouvoir d'absorption des ondes acoustiques, notamment entre 800 et 2500Hz. Exemple 3 : Test du rayonnement acoustique d'origine vibratoire
On étudie par simulation le rayonnement acoustique d'un couvre moteur fixé à un moteur et sollicité par une excitation vibratoire. On applique une vibration de fréquence 0 à 1000 Hz sur les points de fixation entre le moteur et le couvre moteur. Pour les fréquences de 0 à 210 Hz, on impose sur les points de fixation un déplacement de 7.10"2 mm. Pour les fréquences de 210 à 1000 Hz, on impose sur les points de fixation une accélération de 3 G.
Le simulations sont effectuées sur un couvre moteur selon l'exemple 1 comprenant une plaque microperforée et le même couvre moteur sans plaque microperforée. Les résultats sont exprimés dans le tableau 2 :
Tableau 2
* : sur la fréquence 6 à 75 Hz
** : sur la fréquence 2 à 45 Hz
Le premier mode correspond à la première fréquence pour laquelle la réponse de la structure à une excitation provoque des déplacements de très grandes amplitudes.
L'accélération et le déplacement sont corrélés par la relation suivante : y = v^.x ; avec y correspondant à l'accélération, w correspondant à la pulsation et x correspondant au déplacement.
On observe que la pression acoustique maximale rayonnée par la structure (sur une plaque d'écoute située à environ 70 cm de celle ci, pour une fréquence donnée) est inférieure d'environ 40 dB avec le couvre moteur selon l'invention par rapport au couvre moteur sans plaque microperforée. On observe ainsi que la plaque microperforée permet d'augmenter la rigidité du couvre moteur amortissant ainsi significativement les vibrations venant du moteur, ce qui entraîne une réduction très importante du bruit généré par celles-ci.

Claims

REVENDICATIONS
1. Carter (6) insonorisé pour envelopper un mécanisme comprenant au moins une ossature (2), caractérisé en ce qu'un élément (1) d'insonorisation ayant la forme d'une plaque microperforée comportant des trous traversants est disposé entre l'ossature (2) et ledit mécanisme, l'élément (1) et l'ossature (2) définissent un espace (5) ayant une épaisseur de 1 à 400 mm, ledit élément (1 ) présentant les caractéristiques suivantes : une densité surfacique de perforation de 0,2 à 30 % ; et un diamètre des trous de 0,05 à 3 mm.
2. Carter selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément (1) et l'ossature (2) définissent un espace (5) ayant une épaisseur de 5 à 30 mm.
3. Carter selon la revendication 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément (1 ) ayant la forme d'une plaque microperforée présente une épaisseur de 0,2 à 10 mm.
4. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la densité surfacique de perforation de l'élément (1) est comprise entre 0,5 à 15 %.
5. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre des trous de l'élément (1 ) est compris entre 0,1 à 0,5 mm.
6. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément (1 ) ayant la forme d'une plaque microperforée présente une section transversale présentant un profil plan et/ou courbe.
7. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ossature (2) comprend deux parois (4) et une partie (3), l'élément (1) est associé à l'ossature (2) sur les parois (4) et/ou sur la partie (3).
8. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément (1) et/ou l'ossature (2) sont constitués, indépendamment l'une de l'autre, d'un ou plusieurs matériaux choisis dans le groupe comprenant : le métal, le verre, le bois, les matériaux thermoplastiques, les matériaux thermodurcissables, et/ou leurs mélanges.
9. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément (1) et/ou l'ossature (2) sont constitués, indépendamment l'une de l'autre, d'un ou plusieurs matériaux choisis dans le groupe comprenant : le polyamide, le polyethylene, le polyester, le polyuréthane, la polyolefine, tel que le polypropylène, le polyméthacrylate de méthyle, le polyoxyde de propylène, le polychlorure de vinyle, le polyacétal, le polysulfone, le polycarbonate, l'acrylonitrile butadiène styrène, le poly(téréphtalate de butylène) et/ou leurs mélanges.
10. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément (1 ) est obtenu par mise en forme d'un polyamide présentant un indice de fluidité en fondue supérieur ou égal à 20 g/10 min, mesuré selon la norme ISO 1133 à 275°C sous une charge de 325 g.
11. Carter selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'élément (1 ) est obtenu par mise en forme d'une composition thermoplastique par un procédé de moulage par injection.
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