WO2021070139A1 - Dispositif d'absorption acoustique - Google Patents

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    • H04R1/2803—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means for loudspeaker transducers

Definitions

  • the present invention relates to the field of absorption of acoustic waves.
  • the objective of the present invention is thus to provide an acoustic absorption device which notably finds its application in the field of high-fidelity, and which makes it possible to overcome the aforementioned drawbacks.
  • an acoustic absorption device comprising a honeycomb structure sandwiched between two outer skins, the cells of this structure being partially filled. vacuum and partly of a material selected from the group consisting of powdery materials, pasty materials and liquid materials.
  • this particular structure of the acoustic vibration device allows, thanks to the combination of the vacuum and the material partially filling the cells, to obtain exceptional characteristics of absorption of acoustic vibrations.
  • the timbres whether high, medium or low, are much clearer ; the stereo fields are much wider; the musical planes are perfectly staged; the different desks are placed with precision, which makes it much easier to follow them; the silences are of high quality; the notes are held and go out wisely; in short, the richness of the details obtained thanks to the device according to the invention makes it possible to listen to music as if the musicians were present in the listening room.
  • said pulverulent material is chosen from the group comprising sand, alumina powder, mineral powders, metal powders, ceramic powders: use of these very common materials has proved particularly satisfactory; said material occupies between 50% and 99% of the volume of said cells, and preferably between 80% and 90% of this volume: this filling rate has been found to be optimal in use; said honeycomb structure is of the type honeycomb structure: this type of structure is easily available commercially and is sold under the trademark NOMEX ®; this device comprises a decorative belt: this decorative belt essentially has an aesthetic function, and makes it possible to protect the honeycomb structure which is located between the two outer skins; said honeycomb structure and / or said outer skins and / or said decorative belt is formed from a material selected from the group comprising cardboard, wood, polymeric materials, metals or metal alloys, ceramics, composite materials: experiments were carried out with all of these materials, and all have made it possible to obtain excellent results, with however a preference for composite materials
  • the present invention also relates to a vibration absorption system for a high-fidelity chain, comprising at least three devices in accordance with the above forming feet, and at least one device in accordance with the above forming a table, balls being interposed between said legs and said table.
  • Such an arrangement makes it possible to absorb with even more efficiency the acoustic vibrations emitted or received by the device placed on the table formed with the device according to the invention.
  • the present invention also relates to an acoustic enclosure formed at least in part from a device in accordance with the above: such an enclosure exhibits a very marked improvement in the quality of the sound emitted.
  • FIG.l shows a perspective view partially cut away of a sound absorption device according to the invention
  • FIG.2 shows a sectional view of this device
  • FIG.3 shows a sectional view of an improved version of this device, this section being taken substantially in the vicinity of the center of gravity of this device;
  • FIG.4 shows, schematically, a high-fidelity device placed on a piece of furniture by means of an acoustic vibration absorption system according to the invention.
  • identical or similar references represent identical or similar organs or sets of organs.
  • the sound absorption device comprises a honeycomb structure 1, for example honeycomb, sandwiched between two outer skins , respectively lower B in FIG. 1, and upper 5 in this same figure.
  • the honeycomb structure 1 thus forms a sandwich with the two outer skins 3, 5.
  • the assembly thus obtained is preferably provided at its periphery with a decorative belt 7.
  • the cells 9 of the honeycomb structure 1 are filled in part with a pulverulent or pasty or liquid material 11, and in part with a vacuum 13.
  • the pulverulent or pasty or liquid material 11 which can be for example sand, remains free to move inside each cell 9.
  • the volume occupied by this material represents from 50% to 99% of the volume of each cell 9, but it has been observed through various tests that a filling rate with this material located between 80% and 90% was particularly effective with respect to the absorption of acoustic vibrations.
  • each cell may have a height of the order of 24 mm, 21 mm being filled with sand and 3 mm being filled with void.
  • the upper outer skin 5 as well as the cells located in this area interrupt, thus forming a cavity which can be filled with a pasty acoustic material 15.
  • the cavity filled with this material is closed by a sticky tape or the like 17.
  • this acoustic material 15 retains its pasty texture.
  • Such a material is commercially available, for example under the name Green Glue Noise Proofing Sealant.
  • the lower B is upper outer skins 5 may be formed from a composite material of the epoxy resin and fiberglass fabric type.
  • the honeycomb structure 1 may be a structure of the metal honeycomb type.
  • the honeycomb structure 1, the skins 3, 5, and the belt 7 can be formed in particular in any one of the materials among cardboard, wood, polymeric materials, metals or metal alloys, ceramics, glass, composite materials.
  • the method of manufacturing the sound absorption device according to the invention is as follows.
  • the fiberglass fabrics or the like are then cut to the desired shape, typically taking three plies of fabric representing a total thickness of the order of 0.6 mm for the lower skin, and two plies typically representing a total thickness of 0.4mm for the upper skin.
  • the three folds of the lower skin are then impregnated with epoxy resin on one of the molds, and the two folds of the upper skin with epoxy resin on the other mold.
  • honeycomb honeycomb structure is then cut to the dimensions of the mold in which the three folds of the lower skin 3 are located, then it is placed inside this mold, the assembly thus obtained is placed under vacuum, and the temperature is raised to approximately 50 ° C. so as to allow the polymerization of the epoxy resin, and therefore the hardening of the lower outer skin 3 and its bonding to the honeycomb structure 1.
  • the molds are dismantled, and if necessary, the assembly obtained is cut so that it fits perfectly to its final destination.
  • the lower outer skin 3 is cut, for example by means of a hole saw, and we removes the walls of the alveoli of the honeycomb to create a cavity.
  • a sound absorption device is obtained, the cells of which are filled with void and sand, this void being located not only above the sand, but also between the grains which form this sand.
  • the sound absorption device according to the invention can advantageously be cut into plates on which can be placed the various elements of a high-fidelity chain, such as the playback board, the preamplifier, the amplifier and the loudspeakers.
  • This sound absorption system comprises a sound absorption device according to the invention forming a support table 27, this device itself being placed on feet 29 themselves formed by sound absorption devices in accordance with the invention.
  • the support table 27 rests on the feet 29 by means of balls 31, typically one per foot.
  • This ball can be metallic or glass, and of different diameters - these different materials and diameters can have a significant influence on the accuracy of the sound message.
  • the feet 29 rest on the cabinet 25 by means of hemispherical glass cabochons 33, typically three cabochons per foot.
  • the device according to the invention can find many applications.
  • the device according to the invention can have other applications in other fields, such as the absorption of acoustic vibrations of machines, vehicles, industrial computer equipment (such as servers) or of electrical power or control cabinets.

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Abstract

Ce dispositif d'absorption acoustique comprend une structure alvéolaire prise en sandwich entre deux peaux extérieures (3, 5), les alvéoles (9) de cette structure étant remplies en partie de vide (13) et en partie d'un matériau (11) choisi dans le groupe comprenant les matériaux pulvérulents, les matériaux pâteux et les matériaux liquides.

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif d'absorption acoustique
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'absorption des ondes acoustiques.
[0002] Elle trouve des applications très intéressantes notamment dans le domaine de la haute-fidélité, mais n'est pas limitée à ce domaine particulier.
[0003] Les amateurs de haute-fidélité savent que les vibrations émises ou reçues par les appareils électroniques, et plus particulièrement par ceux qui traitent des signaux audio et/ou vidéo, ont pour effet de dégrader sévèrement la qualité de restitution musicale en agissant sur les différents types d'émetteurs ou récepteurs intervenant dans la chaîne de haute-fidélité : platine, pré-amplificateur, amplificateur, enceintes acoustiques, etc.
[0004] La présente invention a ainsi pour objectif de fournir un dispositif d'absorption acoustique qui trouve notamment son application dans le domaine de la haute-fidélité, et qui permette de pallier les inconvénients susmentionnés.
[0005] On atteint cet objectif, ainsi que d'autres avantages qui seront mentionnés dans ce qui suit, avec un dispositif d'absorption acoustique comprenant une structure alvéolaire prise en sandwich entre deux peaux extérieures, les alvéoles de cette structure étant remplies en partie de vide et en partie d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les matériaux pulvérulents, les matériaux pâteux et les matériaux liquides.
[0006] Il est apparu à l'usage que cette structure particulière de dispositif de vibration acoustique permet, grâce à la combinaison du vide et du matériau remplissant partiellement les alvéoles, d'obtenir des caractéristiques exceptionnelles d'absorption des vibrations acoustiques.
[0007] Lorsque ce dispositif est utilisé avec une chaîne de haute-fidélité, l'effet sur la qualité de restitution de la musique est tout à fait étonnant : les timbres, qu'ils soient aigus, médiums ou graves, sont beaucoup plus clairs ; les champs stéréo sont beaucoup plus amples ; les plans musicaux sont parfaitement étagés ; les différents pupitres sont placés avec précision, ce qui permet de les suivre avec beaucoup plus de facilité ; les silences sont de grande qualité ; les notes sont tenues et s'éteignent à bon escient ; en résumé, la richesse des détails obtenus grâce au dispositif selon l'invention permet d'écouter de la musique comme si les musiciens étaient présents dans la pièce d'écoute.
[0008] Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif selon l'invention : ledit matériau pulvérulent est choisi dans le groupe comprenant du sable, de la poudre d'alumine, des poudres minérales, des poudres métalliques, des poudres de céramique : l'utilisation de ces matériaux très courants s'est avérée particulièrement satisfaisante ; ledit matériau occupe entre 50% et 99% du volume desdits les alvéoles, et de préférence entre 80% et 90% de ce volume : ce taux de remplissage s'est avéré optimal à l'usage ; ladite structure alvéolaire est du type en nid d'abeilles : ce type de structure se trouve aisément dans le commerce, et est commercialisé notamment sous la marque NOMEX® ; ce dispositif comprend une ceinture décorative : cette ceinture décorative a essentiellement une fonction esthétique, et permet de protéger la structure alvéolaire qui se trouve entre les deux peaux extérieures ; ladite structure alvéolaire et/ou lesdites peaux extérieures et/ou ladite ceinture décorative est formée dans un matériau sélectionné dans le groupe comprenant le carton, le bois, les matières polymères, les métaux ou alliages métalliques, les céramiques, les matériaux composites : des expériences ont été effectuées avec l'ensemble de ces matériaux, et tous ont permis d'obtenir d'excellents résultats, avec toutefois une préférence pour les matériaux composites ; ledit matériau composite est du type à matrice organique et à fibres sélectionnées dans le groupe comprenant les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres de métal ou d'alliages métalliques : ce type de matériau composite peut être obtenu avec des nappes de tissu de fibres imprégnées de résine par exemple époxy, que l'on polymérise par élévation de température ; ce dispositif présente une forme sélectionnée dans le groupe comprenant les formes planes, les formes courbes, les formes ondulées, les formes hémisphériques : le dispositif selon l'invention peut en effet présenter n'importe quelle forme adaptée à son usage ; ce dispositif comprend, sensiblement en son centre de gravité, une zone dépourvue d'alvéoles et remplie d'une pâte anti-vibration : la présence d'une telle pâte anti vibration, disponible dans le commerce par exemple sous la marque Green Glue Noise Proofing Sealant, permet d'accroître les propriétés anti-vibratoires du dispositif selon l'invention.
[0009] La présente invention se rapporte également à un système d'absorption des vibrations pour chaîne haute-fidélité, comprenant au moins trois dispositifs conformes à ce qui précède formant pieds, et au moins un dispositif conforme à ce qui précède formant table, des billes étant interposées entre lesdits pieds et ladite table.
[0010] Un tel agencement permet d'absorber avec encore plus d'efficacité les vibrations acoustiques émises ou reçues par l'appareil posé sur la table formée avec le dispositif selon l'invention.
[0011] La présente invention se rapporte encore à une enceinte acoustique formée au moins en partie d'un dispositif conforme à ce qui précède : une telle enceinte présente une amélioration très nette de la qualité du son émis.
[0012] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci annexées, dans lesquelles :
[Fig.l] représente une vue en perspective partiellement arrachée d'un dispositif d'absorption acoustique selon l'invention ;
[Fig.2] représente une vue en coupe de ce dispositif ;
[Fig.3] représente une vue en coupe d'une version améliorée de ce dispositif, cette coupe étant prise sensiblement au voisinage du centre de gravité de ce dispositif ;
[Fig.4] représente, de manière schématique, un appareil de haute-fidélité posé sur un meuble par l'intermédiaire d'un système d'absorption des vibrations acoustiques selon l'invention. [0013] Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
[0014] On se reporte à présent à la figure 1, sur laquelle on peut voir que le dispositif d'absorption acoustique selon la présente invention comprend une structure alvéolaire 1, par exemple en nid d'abeilles, prise en sandwich entre deux peaux extérieures, respectivement inférieure B sur la figure 1, et supérieure 5 sur cette même figure.
[0015] La structure en nid d'abeilles 1 forme ainsi un sandwich avec les deux peaux extérieures 3, 5.
[0016] L'ensemble ainsi obtenu est de préférence muni à sa périphérie d'une ceinture décorative 7.
[0017] Comme on peut le voir à la figure 2, les alvéoles 9 de la structure alvéolaire 1 sont remplies en partie d'un matériau pulvérulent ou pâteux ou liquide 11, et en partie de vide 13.
[0018] Le matériau pulvérulent ou pâteux ou liquide 11, qui peut être par exemple du sable, demeure libre de se mouvoir à l'intérieur de chaque alvéole 9.
[0019] Le volume occupé par ce matériau représente de 50% à 99% du volume de chaque alvéole 9, mais on a pu remarquer à travers différents essais qu'un taux de remplissage par ce matériau situé entre 80% et 90% était particulièrement efficace vis-à-vis de l'absorption des vibrations acoustiques.
[0020] Typiquement, chaque alvéole peut présenter une hauteur de l'ordre de 24 mm, 21 mm étant remplis de sable et 3 mm étant remplis de vide.
[0021] De préférence, comme cela est visible sur la figure 3, dans la zone du dispositif d'absorption acoustique située sensiblement à proximité du centre de gravité de ce dispositif, la peau extérieure supérieure 5 ainsi que les alvéoles situées dans cette zone, s'interrompent, formant ainsi une cavité pouvant être remplie par un matériau acoustique pâteux 15.
[0022] La cavité remplie par ce matériau est fermée par une bande collante ou analogue 17.
[0023] Du fait qu'il est protégé de l'extérieur, ce matériau acoustique 15 conserve sa texture pâteuse. [0024] Un tel matériau se trouve dans le commerce par exemple sous la dénomination Green Glue Noise Proofing Sealant.
[0025] Typiquement, les peaux extérieures inférieure B est supérieure 5 peuvent être formées dans un matériau composite du type à résine époxy et à tissu de fibre de verre.
[0026] La structure alvéolaire 1 peut-être une structure du type en nid d'abeilles métallique.
[0027] Ceci n'est toutefois nullement limitatif, la structure alvéolaire 1, les peaux 3, 5, et la ceinture 7 pouvant être formés notamment dans l'un quelconque des matériaux parmi le carton, le bois, les matières polymères, les métaux ou alliages métalliques, les céramiques, le verre, les matériaux composites.
[0028] Le mode de fabrication du dispositif d'absorption acoustique selon l'invention est le suivant.
[0029] On commence par fabriquer des moules dont la forme correspond à celle que l'on veut donner au dispositif d'absorption acoustique.
[0030] Une fois que ces moules ont été réalisés, on passe à l'intérieur un agent de démoulage.
[0031] On découpe ensuite les tissus de fibre de verre ou analogues à la forme voulue, en prenant typiquement trois plis de tissu représentant une épaisseur totale de l'ordre de 0,6 mm pour la peau inférieure, et deux plis représentant typiquement une épaisseur totale de 0,4 mm pour la peau supérieure.
[0032] On imprègne ensuite les trois plis de la peau inférieure avec de la résine époxy sur un des moules, et les deux plis de la peau supérieure avec de la résine époxy sur l'autre moule.
[0033] On découpe ensuite la structure alvéolaire en nid d'abeilles aux dimensions du moule dans lequel se trouvent les trois plis de la peau inférieure 3, puis on la pose à l'intérieur de ce moule, on place l'ensemble ainsi obtenu sous vide, et on élève la température à environ 50°C de manière à permettre la polymérisation de la résine époxy, et donc le durcissement de la peau extérieure inférieure 3 et son collage à la structure alvéolaire 1.
[0034] On vient ensuite remplir les alvéoles 9 de la structure alvéolaire 1 avec le matériau choisi, dans notre exemple du sable 11, tout en prenant soin de laisser environ 10 à 20% de vide 13. [0035] On procède ensuite à la fermeture de ces alvéoles avec les deux plis de la peau extérieure supérieure 5 imprégnée de résine époxy, on met l'ensemble sous vide et on élève la température à environ 50°, pendant plusieurs heures.
[0036] Une fois le refroidissement total obtenu, on démonte les moules, et on découpe si nécessaire l'ensemble obtenu de manière qu'il s'ajuste parfaitement à sa destination finale.
[0037] De préférence, on vient fixer autour de cet ensemble la ceinture décorative 7 par exemple en bois, permettant d'améliorer l'aspect esthétique de l'ensemble, et de protéger la structure alvéolaire 1 des chocs extérieurs.
[0038] On peut ensuite peindre l'ensemble obtenu, si nécessaire.
[0039] Dans l'éventualité où l'on souhaite placer à proximité du centre de gravité de cet ensemble le produit anti-vibratoire pâteux 15, on découpe la peau extérieure inférieure 3, par exemple au moyen d'une scie cloche, et on supprime les parois des alvéoles du nid d'abeille pour créer une cavité.
[0040] On vient ensuite insérer une boule de produit pâteux anti-vibratoire 15, et on ferme la cavité au moyen du papier collant ou analogue 17.
[0041] En procédant comme indiqué ci-dessus, on obtient un dispositif d'absorption acoustique dont les alvéoles sont remplies de vide et de sable, ce vide étant situé non seulement au-dessus du sable, mais également entre les grains qui forment ce sable.
[0042] Une hypothèse possible est que cette combinaison de vide et de matériau pulvérulent permet d'obtenir une efficacité particulièrement remarquable de l'absorption des vibrations acoustiques.
[0043] Le dispositif d'absorption acoustique selon l'invention peut avantageusement être découpé en plaques sur lesquelles on peut poser les différents éléments d'une chaîne de haute-fidélité, tels que la platine de lecture, le préamplificateur, l'amplificateur et les enceintes acoustiques.
[0044] On a représenté à la figure 4 une platine de lecture 23 posée sur un meuble 25 par l'intermédiaire d'un système d'absorption acoustique selon l'invention.
[0045] Ce système d'absorption acoustique comprend un dispositif d'absorption acoustique selon l'invention formant une table de support 27, ce dispositif étant lui-même posé sur des pieds 29 eux-mêmes formés par des dispositifs d'absorption acoustique conformes à l'invention.
[0046] La table de support 27 repose sur les pieds 29 par l'intermédiaire de billes 31, typiquement une par pied. Cette bille peut être métallique ou en verre, et de différents diamètres - ces différents matériaux et diamètres pouvant avoir une influence importante sur la précision du message sonore. Les pieds 29 reposent sur le meuble 25 par l'intermédiaire de cabochons hémisphériques en verre 33, typiquement trois cabochons par pied.
[0047] Comme on peut le comprendre la lumière de ce qui précède, le dispositif selon l'invention peut trouver de nombreuses applications.
[0048] On peut par exemple découper le dispositif d'absorption selon l'invention en forme d'anneaux que l'on peut enfiler à la manière de perles sur les câbles d'alimentation d'une chaîne de haute-fidélité, ainsi que sur les câbles qui relient l'amplificateur aux enceintes acoustiques.
[0049] On peut également utiliser le dispositif d'absorption acoustique selon l'invention pour habiller l'intérieur ou l'extérieur d'enceintes acoustiques, ou bien même pour former le corps-même de ces enceintes acoustiques.
[0050] Le dispositif selon l'invention peut avoir d'autres applications dans d'autres domaines, telles que l'absorption de vibrations acoustiques de machines, de véhicules, d'équipements d'informatique industrielle (tels des serveurs) ou d'armoires électriques de puissance ou de commande.
[0051] Il peut également être utilisé dans le domaine du bâtiment, afin de réaliser des parois permettant de réduire le bruit.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif d'absorption acoustique comprenant une structure alvéolaire (1) prise en sandwich entre deux peaux extérieures (3, 5), les alvéoles (9) de cette structure étant remplies en partie de vide (13) et en partie d'un matériau (11) choisi dans le groupe comprenant les matériaux pulvérulents, les matériaux pâteux et les matériaux liquides.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, dans laquelle ledit matériau pulvérulent (11) est choisi dans le groupe comprenant du sable, de la poudre d'alumine, des poudres minérales, des poudres métalliques, des poudres de céramique.
[Revendication 3] Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit matériau occupe entre 50% et 99% du volume desdits les alvéoles, et de préférence entre 80% et 90% de ce volume.
[Revendication 4] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite structure alvéolaire (1) est du type en nid d'abeilles.
[Revendication 5] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une ceinture décorative (7).
[Revendication 6] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite structure alvéolaire (1) et/ou lesdites peaux extérieures (3, 5) et/ou ladite ceinture décorative (7) est formée dans un matériau sélectionné dans le groupe comprenant le carton, le bois, les matières polymères, les métaux ou alliages métalliques, les céramiques, les matériaux composites.
[Revendication 7] Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ledit matériau composite est du type à matrice organique et à fibres sélectionnées dans le groupe comprenant les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres de métal ou d'alliages métalliques.
[Revendication 8] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, présentant une forme sélectionnée dans le groupe comprenant les formes planes, les formes courbes, les formes ondulées, les formes hémisphériques.
[Revendication 9] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant, sensiblement en son centre de gravité, une zone dépourvue d'alvéoles et remplie d'une pâte anti-vibration (15).
[Revendication 10] Système d'absorption des vibrations pour chaîne haute-fidélité, comprenant au moins trois dispositifs conformes à l'une quelconque des revendications précédentes formant pieds (29), et au moins un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes formant table (27), des billes (31) étant interposées entre lesdits pieds (29) et ladite table (27).
[Revendication 11] Enceinte acoustique formée au moins en partie d'un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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