Brevet FR2122312A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne des panneaux acoustiques utilisables comme isolants et comme absorbants acoustiques0 Dans les panneaux acoustiques ordinairest l'énergie des sons est transformée en chaleur et de tels panneaux ne permettent pas la suppression de sons graves et d'infrasons. Mais si au lieu de transformer l'énergie des ondes sonores en chaleur, on redresse les mouvements alternatifs du fluide produits par les ondes sonores, de façon à obtenir un écoulement unidirectionnel de ce fluide, l'énergie des ondes sonores est transformée en énergie cinétique de ce courant de fluide parfaitement silencieux.On arrive ainsi à supprimer les sons de n'importe quelle fréquence, les plus graves comme les plus aigus et ceci quelle que soit l'intensité de ces sons0 De tels panneaux, utilisant ?tl1effet Venturi pour le redressement des ondes sonores et permettant la suppression de sons de toutes les fréquences, ont été décrits dans le Brevet Français No 1o536.289 déposé par Messieurs Viadimir GAVREAU et Henri SAUL le 2Q Juin 1967 ainsi que dans la Première Addition à ce brevefdéposée par les mimes inventeurs le 20 Janvier 1969 (No d'enregistrement national 6901051, publication de la demande Nô2019149, BOPI N224 du 3 Juillet 1970). Or la difficulté de fabrication de tels panneaux et plus particulièrement de ceux qui sont décrits dans cette Première Addition au brevet, vient du fait que les petits trous des "demi-panneaux" doivent Autre placés avec précisio t es uns en face des autres et ceci devient très difficile dans le cas des panneaux minces à petits trous. Selon la présente invention, au lieu de couper les tubes de Venturi perpendiculairement à leur axe, ce qui conduit à fabriquer des demi-panneaux devant autre ensuite assemblés avec précision, de façon que les petits trous d'un demi-panneau se trouvent exactement en face des petits trous correspondants de l'autre demi-panneau,- on utilise des tubes de Venturi coupés longitudinalement (par un plan passant par leur axe), ce qui conduit à fabriquer non pas des demi- panneaux, mais des tranches à trous évasés semi-circulaires, dont la superposition (et collage éventuel) donne des "tubes de Venturi mul tipules". Une simple superposition de telles tranches perses la fabrication de panneaux acoustiques à trous évasés semi-circulaires, formant des tubes de Venturi à section semi-circulaire. Mais il suffit de prévoir dans le dispositif d'assemblage automatique, un système produisant le renversement dtune tranche sur deux (par exemple, le renversement de toutes les tranches d'ordre pair), pour obtenir des panneaux à trous évasés de section circulaire (donc des tubes de Venturi ordinaires, à section circulaire). Ces trous peuvent avoir une forme semi-circulaire ou circulaire ou triangulaire, rectangulaire, hexagonale, etc... et leur section peut varier exponentiellement (cas le plus favorable du point de vue acoustique) ou linéairement (trous coniques ou en forme d'un tronc de pyramide), ou suivant n'importe quelle autre loi permettant d'obtenir des trous évasés : il suffit que leur section varie suivant une loi permettant de produire l'effet Venturi. Bien entendu, 1!emboutissage ou le moulage de tels élements de panneaux acoustiques et leur assemblage (avec un collage éventuel) doivent autre entièrement automatiques, car ces élements sont très nombreux, surtout dans le cas des panneaux minces à petits trous évasés. Une installation entièrement automatique décrite dans le présent brevet, peut être utilisée dans ce but. Les panneaux acoustiques décrits dans le présent brevet, sont peu encombrants et on peut utiliser n'importe quel matériau pour leur fabrication : on peut les fabriquer par émboutissage de feuillg métalliques minces ou de plaques en matière plastique ou en carton ignifugé, ou par moulage de matières plastiques à chaud ou leur moulage par injection, ou par moulage en plate, en staff, en mortier, etc... Les mousses dures en matières plastiques conviennent particulièrement bien pour la fabrication de tels panneaux. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va décrire, à titre d'exemples illustratifs et non-limitatifs, considérés séparement ou en combinaison quelconque, des panneaux acoustiques minces à effet Venturi et leur fabrication entièrement automatique par emboutissage. On se référera aux dessins annexés, sur lesquels : La figure I représente une matrice qu'on fixe sur le plateau supérieur d'une presse. La figure 2 représente la matrice inférieure correspondante, qu'on fixe sur le plateau inférieur de la meme presse. La figure 3 représente un élement de panneau acoustique obtenu par emboutissage, en utilisant les matrices représentées sur les figures 1 et 2. La figure 4 représente une variante de panneau acoustique : cet élement de panneau est obtenu par emboutissage d'une plaque mince collée ou soudée ensuite sur une plaque mince, plane, La figure 5 représente une installation entièrement automatique pour la fabrication de panneaux acoustiques tels que ceux représentés sur la Fig.3. La figure 6 (qui fait suite à la figure 5 à partir de la section BB') représente la partie suivante de la mdme installation, où des panneaux acoustiques sont fabriqués par assemblage et collage d'élements tels que ceux représentés sur les figures 3 et 4. La figure 7 est une section AA' de la presse représentée sur la figure 5. La figure 8 est une section CC' de la presse représentée sur la figure 7. Pour permettre une manutention automatique facile des éle ment s de panneaux acoustiques au cours de leur fabrication et de leur assemblage, on fixe la matrice représentée sur la Fig.l, sur le plateau supérieur (mobile) d'une presse, tandis que la matrice à cylindres, représentée sur la Fig.2, permettant un glissement facile des élements de panneaux acoustiques au cours de leur usinage et de leur assemblage, est placée sur le plateau inférieur (fixe) de la presse. On place la matrice représentée sur la Fig.l sur le plateau supérieur de la presse, en la renversant par rapport à sa position sur la Fig.l (c'est-à-dire "la fdte en bas"). Ceci explique la disposition des différentes excavations qu'on voit sur l'élement de panneau représenté sur la figure 3. C'est uniquement pour rendre le dessin plus clair que la matrice a été représentée dans cette position sur la figure 1. La matrice représentée sur la Fig.l est constituée par un certain nombre d'élements pouvant être fabriqués sur un tour et une fraiseuse. Ces élements, de préférence en bronze ou en laiton, sont fixés sur une plaque (1) également en bronze ou en laiton, ce qui facilite la soudure et assure une bonne conductivité thérmique, nécessaire pour l'usinage de certaine matières plastiques. Les pièces (2), (3), (4) servent à réaliser des tubes de Venturi multiples. En fait, on obtient ainsi des tubes de Venturi de section semi-circulaire, mais l'assemblage des élements au cours de la fabrication d'un panneau acoustique, comporte le renversement de certains de ces élements, de façon à obtenir des tubes de Venturi à section circulaire après le collage de ces élements. Des fentes étroites permettant une circulation d'air, doivent autre prévues dans la partie la plus étroite de chacun de ces tubes de Venturi0 Ces fentes s'obtiennent à l'aide de petites plaquettes minces verticales ("couteaux") (5), Fig.l - plaquettes ayant une épaisseur d'environ 0,7 mm dans le cas de tubes de Venturi ayant un diamètre maximum de 1D mm et un diamètre minimum de 1 mm ( et proportionnellement plus minces dans le cas de tubes de Venturi de diamètres plus petits). Il est nécessaire de rendre rigides ces plaquettes : on utilise dans ce but des tiges rondes (6) sur lesquelles on soude ces plaquettes0 L'emploi de ces tiges (6) présente un autre grand avantage : les trous qui en résultent (les trous (8) sur la Fig.3) facilitent la circulation d'air aspiré par les fentes, dans les parties étroites des tubes de Venturi, Cette structure des "couteaux" (5),(6) Fig,l explique également la forme particulière des trous (7) sur la Fig.2. Pour permettre la circulation d'air provoquée par les surpressions qui apparaissent dans les parties élargies des tubes de Venturi, des parties cylindriques (9), Fig.l, sont prévues entre les protubérances doublement exponentielles telles que (2), (3), (4). Et pour faire communiquer entre eux les volumes qui en résultent dans les panneaux acoustiques, on utilise des coins (10) de hauteur inférieure à celle des pièces (g). On obtint ainsi une circulation d'air sans nuire à la solidité du panneau, car des "ponts" tels que (11), Fig.3, subsistent. Ces ponts se trouvent dans la partie inférieure sur la Fig.3, car on renverse la matrice Fig.l en la fixant sur le plateau supérieur de la presse. La matrice inférieure, représentée sur la Fig.2, est très simple : des tubes demi-cylindriques percés de trous de forme parti culière (7), sont fixés sur une plaque (13). Pour faciliter la sou dure de ces demi-cylindres sur la plaque et obtenir une bonne con ductivité thérmique (nécessaire dans le cas d'usinage de matières plastiques), les tubes (12) et la plaque (13) sont de préférence en bronze ou en laiton. Les matrices représentées sur les figures l et 2 peuvent également autre utilisées-pour le moulage d'élements de panneaux acoustiques en plaire ou en mortier. Sur la Fig.3 est représenté un élement de panneau acoustique obtenu en utilisant les matrices représentées sur les figures I et 2 On reconnait facilement sur la Fig.3 les tubes de Venturi (14) de section semi-circulaire, comportant des fentes de forme particulière (8) dans leur partie étroite, les canaux de section semi-circulaire (15) facilitant la circulation d'air aspiré par les tubes de Venturi à travers les fentes (8), et les "ponts" (11) qui subsistent pour assurer la solidité de cet élement de panneau acoustique. Lorsqu'on utilise pour la fabrication de panneaux acoustiques des matériaux autres qu'une mousse solide de matière plastique, le plâtre ou le mortier, - par exemple lorsqu'on utilise pour leur fabrication des feuilles minces métalliques ou en matières plastiques, les élements de panneaux acoustiques peuvent avoir l'aspect représenté sur la Fig.4.Sur cette figure on voit de petits "entonnoirs exponentiels" (16) fixés sur une plaque mince (17). La Fig.5 représente une installation pour une fabrication entièrement automatique des élements de panneaux acoustiques. Sur cette figure, des plaquettes tout découpées en mousse rigide de ma tière plastique (18), par exemple de 300 mm de cOté et de 10 mm d'épaisseur, arrivent par une courroie transporteuse (19) et un dispositif basculeur constitué par une courroie rugeuse sans fain (20) les fait tomber dans une "tremie" rectangulaire (21). Lorsque la courroie (22) munie de butées (23) se met en mouvement, elle entraine une plaque à usiner vers la presse. Et aussitôt un nouvelle plaque tombe à sa place de la tremie (21). Une plaque poussant l'autre, lorsque la plaque de droite atteint la butée munie d'un micro-contact électrique (a), la courroie (22) starrete et le mouvement de la presse se déclanche pour emboutir cette plaque. Ensuite, le plateau supérieur de la presse remonte (cette remontée peut être convenablement retardée par un relais à décollement différé ou par un relais à minuterie), - et le mouvement de la courroie (22) recommence. La pièce qui vient autre emboutie, glissant sur les cylindres de la matrice inférieure (pièces (12), Fig.2), poussée par la plaque suivante qui prend sa place sous la presse, - arrive dans le dispositif de renversement (24), Fig.5. Le dispositif de renversement (24) comporte deux courroies sans fin (25) et (26) qui "saisissent" la pièce emboutie et la font progresser jusqu'à la butée à micro-contact électrique (b). Alors le mouvement de ces courroies s'arrête et, une fois sur deux, le dispositif de renversement (24) tourne. Le dispositif (24) tourne alternativement dans un sens et dans l'autre, ce qui permet son arrêt précis chaque fois par une butée; et il est possible d'utiliser des connexions électriques souples pour le moteur entrainant les courroies sans fin (25) et (26) et pour les micro-contacts électriques. En sortant du dispositif de renversement (24), les élements du futur panneau acoustique, sont transportés par la courroie (27) et arrivent (Fig.6) sous un cylindre (28) étalant une mince couche de colle sur la face supérieure de la plaque émboutie. Il s'agit alternativement d'une face "à empreintes exponentielles" et d'une face "à empreintes cylindriques11. Sur la Fig.6, (29) est un reservoir contenant la colle. L'arrivée d'une plaque (dont la face supérieure est couverte d'une mince couche de colle) à la butée à micro-contact électrique (d) provoque le retrait des supports latéraux (30) commandés par un électro-aimant (non représenté sur cette figure), et la pièce tombe dans une boite de section carrée, à bords évasés (31). Les parois de ces boites (31) sont percés de trous facilitant l'évaporation éventuelle de la colle. En fait, il est préfèrable d'utiliser un colle additionnée d'un catalyseur accélérant sa polymérisation, - les trous d'aération dans les parois de la boite peuvent alors autre évités. Dès qu'unie boite telle que (31) est suffisamment remplie, un contact électrique convenable (ou un dispositif à cellule photo électrique) provoque un déplacement limité de la courroie transpor teuse (32) de façon qu'une nouvelle boite vide prend la place de la boite (31) qui vient d'être remplie. Ainsi les mouvements de toutes les courroies transporteuses de cette installation de fabrication dqbanneaux acoustiques, sont intermittents : -le dispositif à lampe électrique (L) et cellule photoélectrique(C), Fig.5 provoque le mouvement de la courroie (19) ce qui fait tomber de nouvel plaques dans la tremie d'alimentation (21) dès que celle-ci est presque vide; - le contact (a) arrête le mouvement de la courroie de distribution (22) poussant les plaques à emboutir vers la presse; - le contact (b) arrête le mouvement de la plaque se trouvant dans le dispositif de renversement (24) dès que cette plaque est bien arrivée au centre de ce dispositif; - le contact (d), Fig.6 provoque la chute d'un élement de panneau dans la boite (31) et, dès que cette boite est suffisamment remplie, un contact électrique (ou un dispositif à cellule photoélectrique) nonreprésenté sur cette figure, provoque un déplacement limité de la courroie transporteuse (32). On voit que ce système d'usinage et d'assemblage entièrement automatiques de panneaux acoustiques, est très simple et nécessite un petit nombre de contacts électriques, de relais et de contacteurs Les seuls élements électroniques sont les cellules photoélectriques, mais on pourrait éventuellement les remplacer par des micro-contacts électriques ordinaires. La presse à émboutir également est très simple. Elle est représentée sur les figures 7 et 8. La Fig.7 est une section transversale AAw (Fig. 5) de cette presse, Elle est essentiellement constituée par deux plateaux : le plateau (32) fixe et le plateau (33) mobile. Ls plateau mobile (33) est guidé par 4 cylindres verticaux en acier (34) fixés sur le pla- teau inférieur (32). Le mouvement du plateau supérieur (34) est guidé par 4 douilles à billes (35)9 (36) et (37) sont respectivement la matrice supérieure (du type représenté sur la Fig.l) et la matrice inférieure (du type représenté sur la Fig.2). Le mouvement est commandé par deux verins pneumatiques (38), Fig. 7. Une coupe horizontale CC' (Fig. 7) de cette presse est représentée sur la Fig.80 On reconnait facilement sur cette figure les cylindres de guidage (34) les verins pneumatiques (38) et on voit bien les protuberances exponentielles (2) de la matrice supérieure et les cylindres (12) de la matrice inférieure. REVENDICATIONS 1. Panneaux acoustiques à trous évasés, à plusieurs couches de tubes de Venturi, caractérisés par l'emploi d'élements de construction comportant des tubes de Venturi coupés axialement0 2. Panneaux acoustiques selon la revendication 1, fabriqués par em boutissage de plaques de mousse dure en matières plastiques. 3. Panneaux acoustiques selon la revendication Ig fabriqués par em boutissage de plaques minces en matière plastique. 4. Panneaux acoustiques selon la revendication 1, fabriqués par em boutissage de feuilles métalliques minces0 5. Panneaux acoustiques selon la revendication 1, fabriqués par mou lage d'élements de panneau, suivis d'un assemblage et d'un colla ge. 6. Panneaux acoustiques suivant les revendications 1 et 2 fabriqués en utilisant une matrice à protuberances exponentielles à sec tions semi-circulaires et une deuxième matrice à protuberances semi-cylindriques. 7. Panneaux acoustiques selon les revendications 1, 2 et 6 fabri qués avec renversement d'un élement de panneau sur deux, pendant l'assemblage, de façon à obtenir des tubes de Venturi multiples à section circulaire. 8. Panneaux acoustiques selon les revendications 1, 3 et 4 fabri qués avec renversement d'un élement de panneau sur deux, pendant l'assemblage, de façon à obtenir des tubes de Venturi multiples à section circulaire. 9. Panneaux acoustiques selon les resendications 1, 2, 6 et 7 fa briqués en utilisant une presse simplifiée à guidage par 4 co lonnes fixes et commande par deux vérins. 10. Panneaux acoustiques selon les revendications 1, 2,3,4,5,6,7,8, 9, fabriqués en utilisant une installation entièrement automatique avec commande par micro-contacts électriques contrôlant les dépla cements successifes au cours d'usinage et d'asuemblate,