FR2705818A1 - Préformé absorbant les sons aériens. - Google Patents
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Abstract
Préformé absorbant les sons aériens, lequel préformé englobe deux chambres (1, 2) contiguës qui sont ordonnées l'une par rapport à l'autre dans la direction des vibrations (7) induites et délimitent, au cours de l'utilisation conforme aux prescriptions, une cavité (3) commune hermétiquement isolée du milieu ambiant et formant un coussin d'air. Les chambres (1, 2) sont limitées chacune par une paroi de délimitation (4, 5) respective composée d'une matière polymère, ces parois de délimitation (4, 5) se confondant l'une dans l'autre pour former une seule et même paroi et étant reliées l'une à l'autre de manière relativement mobile, dans la zone de transition (6), par au moins un élément résilient (8) élastiquement flexible dans la direction des vibrations (7) induites.
Description
t
PRÉFORMÉ ABSORBANT LES SONS AÉRIENS
L'invention concerne un préformé absorbant les sons aériens, lequel préformé comprend au moins deux chambres contiguës ayant sensiblement la forme d'une cuvette, qui sont ordonnées l'une par rapport à l'autre dans la direction des vibrations induites et délimitent, au cours de l'utilisation conforme aux prescriptions, une cavité commune hermétiquement isolée du milieu ambiant et formant
un coussin d'air.
Un tel préformé est connu d'après le brevet DE-PS 34 12 432. L'élément de construction absorbant le son déjà connu est constitué par un résonateur de Helmholtz, les chambres partielles, entourées par des éléments en forme de coupe, étant en communication par l'intermédiaire d'une ouverture de passage en forme de gorge située dans le fond de l'élément en forme de coupe interne. Il est prévu, pour une meilleure absorption des sons, que le fond de l'élément en forme de coupe interne soit constitué dans une feuille de matière plastique, les autres parties composant le reste du préformé étant constituées dans une matière métallique, plus particulièrement dans une feuille de métal. Toutefois, il est à noter alors que l'élément de construction déjà connu, considéré sous l'aspect de la rentabilité et de la technique de production, est peu satisfaisant. Les éléments en forme de coupe doivent être fabriqués chacun séparément et montés ensemble par la suite. L'ajustement à la vibration que l'on veut isoler des éléments en forme de coupe, constitués pour l'essentiel
dans une matière métallique, pose un problème.
Le but de l'invention est de perfectionner un préformé absorbant les sons aériens, du type de ceux qui sont déjà connus, de manière à ce que la fabrication en soit plus simple et plus économique et à ce que l'on obtienne une amélioration de l'absorption des sons aériens dans une
gamme de fréquences plus large.
Cet objectif est atteint par un préformé absorbant les sons aériens, lequel préformé englobe deux chambres contiguës qui sont ordonnées l'une par rapport à l'autre dans la direction des vibrations induites et délimitent, au cours de l'utilisation conforme aux prescriptions, une cavité commune hermétiquement isolée du milieu ambiant et formant un coussin d'air, caractérisé en ce que les chambres sont limitées chacune par une paroi de délimitation respective composée d'une matière polymère, et en ce que les parois de délimitation se confondent l'une dans l'autre pour former une seule et même paroi et sont reliées l'une à l'autre de manière relativement mobile, dans la zone de transition, par au moins un élément résilient élastiquement flexible dans la direction des
vibrations induites.
Il est prévu que les chambres du préformé absorbant les sons aériens soient limitées chacune par une paroi de délimitation respective constituée dans une matière polymère, les parois de délimitation se confondant l'une dans l'autre pour former une seule et même paroi et étant reliées l'une à l'autre de manière relativement mobile, dans la zone de transition, par au moins un élément résilient élastiquement flexible dans la direction des vibrations induites. Le fait que la fabrication du préformé conforme à l'invention puisse avoir lieu de manière particulièrement simple grâce à la forme de la paroi unique représente alors un avantage. Les bonnes propriétés d'utilisation du préformé sont obtenues grâce à la matière polymère, de sorte que le préformé peut être utilisé
également dans un environnement humide et/ou poussiéreux.
Grâce à sa surface lisse, sans creux, un tel préformé est facile à nettoyer et peut, par exemple, être également utilisé lorsqu'il y a écessité absolue d'avoir des conditions d'hygiène parfaites, par exemple dans le domaine médical ou dans l'industrie de transformation des produits alimentaires. Il s'agit, avec le préformé conforme à l'invention, d'un système ressort-masse, dans lequel le ressort est constitué d'une part, par l'air enfermé à l'intérieur de la cavité commune et d'autre part, par l'élément résilient élastiquement flexible situé dans la zone de transition entre les parois de délimitation limitant les chambres. La masse est formée par la paroi de
délimitation présentant une relative capacité de résonance.
Le comportement en matière d'absorption de la chambre et/ou de la cavité associée peut être modifié par la forme de l'élément résilient. La courbe caractéristique d'élasticité est fonction essentiellement de l'épaisseur de paroi et de la forme de l'élément résilient, ainsi que de la taille de
la cavité isolée.
D'après un mode de réalisation avantageux, il est prévu que la zone de transition constitue l'élément résilient et que ce dernier, partant des parois de délimitation qui lui sont contiguës des deux côtés, puisse être pourvu d'une épaisseur de paroi réduite progressivement et de manière
continue à la minceur d'une membrane.
Du fait que l'élément résilient est composé d'une matière polymère et est aussi mince qu'une membrane, on obtient une liaison extraordinairement élastique avec la paroi de délimitation dont la disposition autorise une certaine résonance, la transition ayant de préférence une forme arrondie si l'on veut avoir de bonnes propriétés d'utilisation pendant une longue durée d'utilisation. En évitant d'avoir des modifications brusques de la section, on peut éliminer de manière sûre les effets d'entaille à l'intérieur de l'élément résilient. On garantit par ce moyen des propriétés d'utilisation dont la qualité reste
constante, même après un nombre d'alternances élevé.
L'élément résilient peut, par exemple, entre les parois de délimitation, avoir une section réduite à la forme d'un X de manière à avoir une courbe caractéristique d'élasticité progressive. Une telle configuration détermine une excellente isolation des vibrations dans une large bande de fréquences. L'épaisseur de paroi de l'élément résilient peut, selon un mode de réalisation avantageux, être de 0,1 à 0, 05 fois l'épaisseur des parois de délimitation dans la zone de la liaison. Ainsi, lors de l'incidence des sons aériens sur la paroi de délimitation relativement mobile, seul l'élément résilient est déformé dans la zone de transition entre les parois de délimitation contiguës l'une à l'autre, sans qu'il ne se produise une déformation sensible de la paroi
de délimitation conçue de manière largement indéformable.
Les parois de délimitation peuvent être reliées par un élément résilient à gradins, cet élément résilient à gradins comportant au moins un gradin. Le gradin peut avoir une forme quelconque pour atteindre une constante d'élasticité donnée, dans laquelle, pour l'ajustement à une bande de fréquences la plus large possible, la paroi de délimitation relativement mobile, qui constitue un couvercle, est/peut être reliée, au moyen de gradins supplémentaires, à la zone fixe de la deuxième paroi de délimitation correspondant à la chambre. Une telle configuration, dans laquelle un élément résilient à gradins comportant plusieurs gradins est utilisé, représente alors un avantage lorsque l'on doit absorber une gamme de
fréquences les plus basses possibles.
Lorsque des fréquences basses doivent être absorbées, il s'est avéré avantageux de donner à l'élément résilient la forme d'un soufflet roulant. L'élément résilient étant pourvu d'une telle forme, un mouvement oscillatoire relatif des deux parois de délimitation l'une par rapport à l'autre n'entraîne qu'une contrainte mécanique de flexion minime, ce qui, au regard d'une durée d'utilisation convenable, constitue un avantage méritant d'être souligné. La matière polymère a une épaisseur de paroi réduite dans la zone de transition entre les deux parois de délimitation. La flexibilité élastique de l'élément résilient est fonction de sa forme, de l'épaisseur de paroi et de la matière. Une des parois de délimitation peut former une bride de fixation moulée en une seule pièce. La bride de fixation, située sur le côté du préformé éloigné des sons aériens, peut par exemple être reliée de manière étanche au plafond d'un bâtiment. C'est pourquoi il est indispensable qu'il y ait une liaison étanche du préformé avec la partie servant de support, afin d'assister l'élément résilient dans son action. L'air enfermé et l'élément résilient sont disposés de manière parallèle, en ce qui concerne leur fonction technique. La bride de fixation peut être pourvue, sur le côté éloigné de la cavité, d'une lèvre d'étanchéité formée de manière solidaire entourant la cavité sur sa circonférence. L'étanchéification par rapport à un élément de support recevant le préformé se trouve ainsi considérablement simplifiée. On peut également fabriquer et utiliser plusieurs préformés reliés en série, chaque
préformé absorbant une gamme de fréquences différente.
Il peut être prévu, selon un mode de réalisation avantageux, que la paroi de délimitation située du côté des sons aériens soit pourvue d'une surface au moins partiellement plane. On obtient avec cet arrangement, une absorption acoustique particulièrement efficace lorsque la pression acoustique des vibrations constituant une nuisance sonore a un impact sensiblement vertical sur la surface plane. Selon un autre mode de réalisation, la paroi de délimitation peut être pourvue d'une surface ayant la forme d'un dôme. L'avantage tient alors au fait que les sons aériens incidents donnant sur la surface peuvent venir de directions différentes et qu'ainsi, la qualité d'absorption est pratiquement la même partout. Un tel arrangement s'est révélé particulièrement avantageux lorsque la source sonore est mobile par rapport au préformé ou que les sons aériens de plusieurs sources sonores doivent être absorbés par le
même préformé.
En tenant compte d'une absorption des vibrations constituant une nuisance sonore sur la plus large gamme de fréquences possible, la paroi de délimitation se trouvant du côté des sons aériens peut comprendre au moins deux segments découplés l'un par rapport à l'autre sur le plan vibratoire et se confondant l'un dans l'autre pour former un seul segment, ces segments ayant une forme et/ou une masse différant de l'un à l'autre. Les fréquences pouvant être absorbées par un tel préformé peuvent, par exemple, être directement voisines les unes des autres de manière à obtenir par exemple une large gamme de fréquences. Les segments peuvent également-être adaptés de manière à ce que deux gammes de fréquences, définies de manière relativement étroite et éloignées l'une de l'autre, puissent être absorbées.
Le préformé conforme à l'invention est décrit ci-
dessous de manière plus détaillée en se référant aux dessins d'accompagnement. Les Figures 1 à 5 montrent des représentations schématiques de modes de réalisation du préformé. La Figure 1 montre un premier mode de réalisation du préformé, dans lequel le couvercle relativement mobile a
une forme arrondie dans la région de ses limites.
La Figure 2 montre un mode de réalisation semblable au mode de réalisation de la Figure 1, dans lequel la paroi de délimitation mobile est réalisée avec des arêtes vives dans
sa région périphérique.
La Figure 3 montre un troisième mode de réalisation, dans lequel la paroi de délimitation relativement mobile constituant le toit est reliée à la paroi de délimitation
contiguë par une liaison comportant deux gradins.
La Figure 4 montre un quatrième mode de réalisation pourvu d'un couvercle en forme de dôme, ce couvercle étant relié à la paroi de délimitation contiguë grâce à un élément résilient auquel on donne la forme d'un soufflet roulant dans sa zone de transition. La Figure 5 montre un cinquième mode de réalisation dont le couvercle est constitué par deux segments découplés du point de vue de la technique vibratoire et dont la masse diffère. Les Figures 1 à 4 montrent des modes de réalisation d'un préformé absorbant les sons aériens, qui comportent deux chambres 1, 2 contiguës de forme quelconque associées l'une à l'autre dans le sens axial. Les chambres 1, 2 sont limitées par des parois de délimitation 4, 5 composées d'une matière polymère, le préformé étant fabriqué d'une seule pièce confondue. Les parois 4, 5, se confondant l'une dans l'autre pour former une seule et même paroi qui délimite les deux chambres 1, 2, sont reliées l'une à l'autre dans leur zone de transition 6, d'une manière relativement mobile autorisant une certaine capacité de résonance, au moyen d'un élément résilient 8 élastiquement flexible dans la direction des vibrations induites 7. La paroi de délimitation 5 entourant la deuxième chambre 2 forme une bride de fixation 10 obtenue par moulage, qui est fixée de manière étanche sur un corps porteur. Au cours de l'utilisation conforme aux prescriptions, la cavité 3 formée par les parois de délimitation 4, 5 et le corps porteur se comporte comme un coussin d'air intégré dans un montage en parallèle avec l'élément résilient 8
élastiquement flexible.
Dans la Figure 1, l'élément résilient 8 est constitué par un gradin 9 qui relie l'une à l'autre les parois de délimitation 4, 5. L'élément résilient 8 présente, en partant des parois de délimitation 4, 5, une épaisseur de paroi sensiblement plus faible afin de garantir une liaison élastiquement flexible des deux parois 4, 5 de délimitation entre elles. La paroi de délimitation 4, qui constitue un couvercle pourvu d'une certaine capacité de résonance et représente la masse du système ressort-masse, présente une section arrondie. L'épaisseur de paroi et/ou la taille du couvercle, et donc, la masse de la paroi de délimitation 4, sont fonction de la gamme de fréquences de la vibration à absorber. La Figure 2 montre un deuxième mode de réalisation qui
correspond pour l'essentiel au premier mode de réalisation.
A la différence du couvercle constitué par la paroi de délimitation 4 de la Figure 1, le couvercle est limité par des arêtes vives. Les deux parois de délimitation 4, 5 ont une épaisseur de paroi qui, se transformant de manière continue, est réduite en direction de l'élément résilient 8 de manière à ce que, en cas de déviation de la première paroi de délimitation 4 par rapport à la deuxième paroi de délimitation 5, on obtienne une courbe caractéristique d'élasticité progressive et une absorption dans une large
gamme de fréquences.
Dans la Figure 3, les deux parois de délimitation 4, 5 sont reliées entre elles par deux gradins. L'élément résilient 8 étant réalisé avec deux gradins, l'absorption acoustique, comparée aux deux modes de réalisation précédents, concerne une plus large gamme de fréquences, et la course élastique est plus grande, ce qui constitue un
avantage pour l'absorption des basses fréquences.
Dans la Figure 4, on a donné à l'élément résilient 8 la forme d'un soufflet roulant qui relie la première paroi de délimitation 4, bombée comme un dôme, à la deuxième paroi de délimitation, pourvue de la bride de fixation 10. La limitation du mouvement de déviation des deux parois de délimitation 4, 5 l'une par rapport à l'autre est déterminée par l'épaisseur de paroi du préformé fabriqué d'une seule pièce confondue. L'élément résilient 8 est pourvu, des deux côtés en direction des parois de délimitation 4, 5 contiguës, d'une épaisseur de paroi
croissante et il est donc moins flexible dans ces zones.
Grâce à cet arrangement, il est possible d'avoir une bonne absorption de sons provenant de directions différentes. La Figure 5 montre un préformé dont la première paroi de délimitation comprend deux segments 12, 13 de masse différente. Grâce à un tel élément de construction, on peut absorber des sons aériens dans une large gamme de fréquences ou dans deux gammes de fréquences séparées. Dans le mode de réalisation représenté ici, on utilise à la fois un élément résilient à gradins et un élément résilient ayant la forme d'une membrane mobile, lesquels sont montés
en série pour assumer mutuellement une fonction technique.
Claims (8)
1. Préformé absorbant les sons aériens, lequel préformé englobe deux chambres contiguës qui sont ordonnées l'une par rapport à l'autre dans la direction des vibrations induites et délimitent, au cours de l'utilisation conforme aux prescriptions, une cavité commune hermétiquement isolée du milieu ambiant et formant un coussin d'air, caractérisé en ce que les chambres (1, 2) sont limitées chacune par une paroi de délimitation (4, 5) respective composée d'une matière polymère, et en ce que les parois de délimitation (4, 5) se confondent l'une dans l'autre pour former une seule et même paroi et sont reliées l'une à l'autre de manière relativement mobile, dans la zone de transition (6), par au moins un élément résilient (8) élastiquement flexible dans la direction des vibrations (7) induites.
2. Préformé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de transition (6) constitue l'élément résilient (8) et en ce que l'élément résilient (8), partant des parois de délimitation (4, 5) qui lui sont contiguës des deux côtés, est pourvu d'une épaisseur de paroi réduite progressivement et de manière continue à la minceur d'une membrane.
3. Préformé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi de l'élément résilient (8) est de 0,1 à 0,05 fois l'épaisseur des parois de
délimitation (4, 5).
4. Préformé selon les revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que les parois de délimitation (4, 5) sont reliées par un élément résilient (8) à gradins et en ce que cet élément résilient (8) à gradins comporte au moins un
gradin (9).
5. Préformé selon les revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que l'on donne à l'élément résilient (8) la forme
d'un soufflet roulant.
6. Préformé selon les revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que l'une des parois de délimitation (4, 5) comprend
une bride de fixation (10) moulée en une seule pièce.
7. Préformé selon les revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que la paroi de délimitation (4, 5) située du côté des sons aériens est pourvue d'une surface (11) au moins
partiellement plane.
8. Préformé selon les revendications 1 à 7, caractérisé
en ce que la paroi de délimitation (4, 5) se trouvant du côté des sons aériens comprend au moins deux segments (13, 12) découplés l'un par rapport à l'autre sur le plan vibratoire et se confondant l'un dans l'autre pour former un seul segment, et en ce que ces segments (13, 12)
ont une forme et/ou une masse différant de l'un à l'autre.
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