Brevet FR2408889A1 — publié le 19790608

L'invention se rapporte a un matelas d'insonorisation comprenant une couche lourde et une couche élastique. Dans un exemple connu de réalisation d'un matelas de ce type (demande de brevet de la RFA DT-OS n 25 26 325), une c-ouche poreuse élastique, par exemple de matériau cellulaire est appliquée contre le composant risquant de vibrer, par exemple une carrosserie de véhicule automobile, et cette couche est elle-mme recouverte d'une autre couche qui constitue un revêtement lourd. Ces deux couches représentent donc un amortisseur de vibrations. Il faut des masses relativement grandes pour amortir les basses fréquences telles que celles qui apparaissent dans les carrosseries de véhicules automobiles ou dans des éléments de ces carrosseries et qui peuvent descendre jusqu'à 100 Rz. Le mode de réalisation connu de matelas d'insonorisation nécessiterait donc une augmentation considérable de ltépaisseur de la couche lourde avec pour con- séquence que l'ensemble du matelas serait plus ou moins inflexible. Il en résulte alors le risque d'apparition d'ondes de flexion et donc d'émission de bruit en des sources localisées.Ces remarques valent aussi pour l'élément moulé selon le modèle d'utilité de la RFA nO 77 22 545 et dont une couche de matériau cellulaire reliée å une couche lourde est imprégnée par exemple par immersion d'une matière d'amortissement dans une mesure qui est fonction de l'allure observée des sources et sièges de bruit. L'invention a pour objet un matelas du type tel que spécifié, mais réalisé de manière à pouvoir être utilisé, sans risque d'apparition d'ondes de flexion, pour l'amortissement de basses fréquences, l'accent étant mis sur le bas prix de revient de ce matelas. Selon une particularité essentielle du matelas de l'invention, sa couche lourde est subdivisée en zones juxtaposées dans le plan du matelas et conférant de la flexibilité à ce dernier. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du matelas de l'invention, il est muni d'organes de suspension ainsi que de rubans tendeurs qui en accroissent la résistance à la traction. Ce mode de réalisation permet au matelas de l'invention d'être utilisé même en l'absence d'un panneau porteur, par exemple d'une tôle de carrosserie dans un véhicule automobile. La subdivision de la couche lourde offre alors deux avantages : d'une part, elle résulte en la for mation de chambres pouvant être remplies de matériau lourd et ainsi cette subdivision garantit l'uniformité de la répartition du matériau de la couche lourde sur toute la surface du matelas, même lorsque celui ci est suspendu par exemple au voisinage de l'un de ces bords.Par ailleurs, cette subdivision confère au matelas une certaine souplesse, ce terme sous-entendant non pas nécessairement la possibilité de faire épouser au matelas différentes formes incurvées et prédéterminées, mais aussi de la flexibilité dans le sens acoustique, à savoir pour les Rm~ plitudes relativement faibles des vibrations. A titre d'exemple du montage du matelas selon l'invention dans un véhicule automobile, ces amplitudes sont inférieures à 1 ma. Des rubans de traction qui peuvent être reliés au matériau du matelas proprement dit sur une partie importante de leur longueur, de préférence sur leur longueur totale, mais aussi seulement localement (par points), éliminent les problèmes de résistance mécanique ou de dimensionnement du matelas auxquels la faiblesse de la longueur de rupture du matériau de ce matelas proprement dit (de préférence, des feuilles de matière plastique soudables) donnerait sinon naissance. La demande de brevet de la RFA DT-OS nO 24 37 238 décrit certes un revêtement d'absorption et d'amortissement phonique dans lequel des cavités formant des poches sont ménagées dans le matériau cellulaire mou à cellules fermées et sont remplies d'une matière en vrac d'absorption phonique qui a une faible cohérence, de préférence de granulé de matériau cellulaire mou. Mais il ne s'agit pas, dans ce cas, d'une matière telle que nécessaire pour former une couche lourde d'amortissement des vibrations, en particulier d'amortissement de très faibles fréquences. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les figures 1, 4 à 7 ainsi que 9 et 10 sont des coupes transversales schématiques de différents modes de réalisation du matelas de l'invention ; et les figures 2, 5 et 8 en sont des vues en plan partielles. La figure t illustre un mode de réalisation de matelas insonorisant selon l'invention qui peut aussi être appelé matelas hybride : les deux couches du matelas qui ont une efficacité acoustique et qui toutes deux,dans le cas particulier,sont subdivisée9 en zones, sont disposées entre deux couches de tissu 1 et 2, par exemple de pute, qui donnent la consistance au matelas Ces zones, dont la structure sera décrite uniquement pour celle qui porte la référence 3, car toutes les zones ont une structure identique, comportent dans cet exemple de réalisation des chambres 4 qui sont formées de feuilles de matiere plastique soudées à des feuilles extérieures 5 et qui sont partiellement remplies d'eau 6.Un coussin d'air 7 se trouve au-dessus de l'eau, de sorte que dans l'exemple représenté de réalisation, la couche lourde -formée dans le cas particulier d'eau- ainsi que la couche élastique -formée dans le cas particulier d'air- sont subdivisées en zones. Cette subdivision et les distances indiquées en 8 et séparant les zones voisines garantissent la flexibilité du matelas perpendiculairement à son plan. Les figures 2 et 3 illustrent partiellement en plan et partiellement en coupe longitudinale sensiblement par le milieu de la figure 1 le matelas représenté sur cette dernière. Dans l'exemple -de réalisation de la figure 2, les différentes zones 10 ont une section carrée, tandis que les zones il du mode de réalisation de la figure 3 'sont circulaires. La couche lourde, naturellement aussi subdivisée en zones, et la couche élastique sont plus fortement isolées l'une de l'autre-dans les exemples de réalisation des figures 4 à 7. Letmode de réalisation de la figure 4 comprend des zonés 20, qui sont aussi identiques et dont chacune comprend également une chambre 21 qui est formée d'une feuille de matière plastique telle que du PYX soudée par haute fréquence et qui est remplie totalement de liquide, de préférence d'eau, dans l'exemple particulier de réalisation ; l'eau de remplissage est indiquée en 22. La section des chambres ou zones parallèle au plan du matelas diminue vers le bas dans tous les modes de réalisation des figures 4 à 7. La couche élastique 23 de l'exemple de réalisation de la figure 4 se trouve à l'extérieur des chambres 21 et donc à l'ex- térieur des zones de la couche lourde. La couche élastique 23 de cet exemple de réalisation est formée de matériau cellulaire. Ce matériau est aussi placé dans les espaces se trouvant entre les différentes chambres voisines 21, comme le montre clairement la figure 4. La surface supérieure des chambres 2 du mode de réalisation de la figure 4 comprend bien entendu aussi une feuille extérieure 24 surmontée d'une autre couche 25 formée par exemple de tissu ou de tapis. L'exemple de réalisation de la figure 5 comprendune autre chambre 32, qui contient ou forme un coussin d'air 33, sous la chambre 30 réalisée de la manière décrite plus haut et remplie d'une matière d'amortissement 31 qui est formée dans cet exemple de réalisation de déchets en particules produites par broyage, par exemple de petite ferraille. Cet exemple de réalisation comprend donc une- zone 54 formant une combinaison d'une couche lourde et d'une couche élastique. Les espaces 35 compris entre les zones voisines sont remplis d'air. L'exemple de réalisation de la figure 6 est analogue à celui de la figure 4, c'est-s-dire que la couche élastique 40 est formée de matériau cellulaire. Mais le matériau 41 utilisé dans cet exemple de réalisation pour la formation de la couche lourde est solide, c'est-8-dire de même nature que celui du mode de réalisation de la figure 5. Ce matériau est aussi logé dans les chambres 42 soudées à une feuille extérieure 43. Les chambres individuelles 42 de cet exemple de réalisation ont sensiblement une forme sînusoidale en coupe transversale et le matériau cellulaire 40 est disposé dans les espaces compris entre les chambres voisines 42, c'est-s-dire aussi dans les espaces situés entre les zones voisines de la couche lourde. Finalement, l'exemple de réalisation de la figure 7 se rapproche de celui de la figure 5, car les espaces 50 situés entre les zones ou chambres voisines 51 ne contiennent aucune matière. il existe dans cet exemple de réalisation une nette séparation dans l'espace entre la couche lourde 53 qui comprend les chambres 51 remplies dans le cas particulier de sable 52, d'une part, et la couche 54 qui est formée dans cet exemple de réalisation par une nappe de fibres, d'autre part. Un point commun à tous les exemples de réalisation de l'invention réside toutefois en un système capable de vibrer, à savoir une matière vibrante constituée d'une couche lourde subdivisée conformément à l'invention, d'une part, et une couche élastique, d'autre part, les mêmes chambres pouvant par ailleurs très bien être utilisées pour la formation des deux couches, comme montré sur la fifre Un avantage notable -indépendamment de la flexibilité obtenue du matelas réside dans la possibilité d'utiliser des matériaux très bon marché tels que du liquide, du sable ou des particules de déchets relativement lourds ou des mélanges de ces derniers, en particulier pour réaliser la couche lourde. Le matelas insonorisant de l'exemple de réalisation des figures 8, 9 et 10 porte la référence générale 101. il se compose dans ce cas de deux feuilles extérieures de matière plastique ,02 et 103 soudées à une feuille médiane 105 qui forme en quelque sorte des cuvettes destinées à être remplies du matériau 104 de la couche lourde. Cette subdivision de la couche lourde résulte en des cavites 106 en forme de gouttières qui sont aussi remplies du matériau 107 de la couche lourde dans cet exemple de réalisation et donc le matelas insonorisant de ce mode d'exécution se compose en quelque sorte de deux couches lourdes à section sensiblement en créneaux et emboitées-l'une dans l'autre. Ce mode de réalisation confère certes une certaine rigidité au matelas en ce qui concerne son aptitude à la déformation, c'est dire la possibilité de l'infléchir dans son plan, mais il conserve néanmoins une flexibilité suffisante pour l'amortissement des vibrations gênantes. Le matelas 101 est muni de la manière représentée sur la figure 8 de rubans tendeurs 108 qui se croisent en formant un genre de filet et dont au moins certains sont disposés dans cet exemple de réalisation à l'intérieur du matériau du matelas proprement dit, entre des viroles supérieures 109 et des viroles inférieures 110 de fixation. Certains des rubans tendeurs sont aussi disposés directement entre ces viroles de fixation supérieures. il peut aussi être avantageux de faire passer au moins certains des rubans tendeurs 108 à l'intérieur des cavités 106 en gouttières, de la manière représentée sur la figure 10. Cette possibilité dépend naturellement du mode de subdivision, ctest-a-dire de l'orientation des cavités en gouttière, ainsi que de I'orfentation voulue des rubans 108. il est possible éventuellement de prévoir des cavités complémentaires en gouttières qui ont l'orientation correspondant à celle voulue des rubans tendeurs. Les rubans tendeurs de l'exemple représenté de réalisation sont en mat ère plastique à grande résistance mécanique, par exemple celle qui se trouve dans le commerce sous la marque de fabrique "'.fylon". Cette matière a l'avantage de permettre d'intégrer aussi les rubans tendeurs 105 par soudage dans le matelas proprement dit, par exemple lors de la liaison des feuilles 102, 103 et 105. il est bien entendu possible aussi d'utiliser d'autres matériaux pour la réalisation des rubans tendeurs, par exemple des torons métalliques gainés ou du tissu. Un matériau disponible à bon marché peut aussi être adopté avantageusement pour la formation de la couche lourde dans le cas particulier. Les matériaux qui conviennent bien sont l'eau, le sable, des particules résultant du broyage de déchets, par exemple de la petite ferraille, et finalement aussi des matériaux à frottement interne. Le matelas 101 de la figure 9 est fixé à une cloison antérieure 113 d'une part au voisinage de son bord supérieur, en 111, et d'autre part à sa partie inférieure, en 112, de manière qu'il forme un bombage. Une flèche 114 indique le bruit primaire et une flèche 115 indique le bruit secondaire transmis dans l'air et par contre fortement amorti. Ce mode de réalisation du matelas selon l'invention peut bien évidemment trouver une application à l'insonorisation de locaux de travail ou autres, car il n'exige aucune plaque de support. REVNDICATIONS 1. ;átelas d'insonorisation comprenant une couche lourde et une couche élastique et caractérisé en ce que la subdivision de la couche lourde en zones (3) juxtaposées dans le plan du matelas confère te la flexibilité à ce dernier. 2. matelas selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones (3) contiennent des chambres (4) de logement de tières (6) telles que du sable (52), des particules de déchets (31) ayant éventuellement 'subi un broyage, par exemple de la petite ferraille, ou encore un liquide tel que de l'eau. 3. Matelas selon la revendication 2, caractérisé en ce que les chambres (4) sont formées de feuilles de matière plastique soudées. 4. Matelas selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche élastique est aussi subdivisée en zones se trouvant sous les zones de la couche lourde. 5. Matelas selon les revendications 2 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que les chambres (4) contiennent un coussin de gaz (5), en particulier un coussin d'air. 6. Matelas selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une autre chambre (32) renfermant un coussin d'air (33) est disposée sous la première chambre mentionnée (30). 7. Matelas selon l'une quelconque des revendications 1 à6, caractérisé en ce qu'il comporte des organes de suspension (10-) ainsi que des rubans tendeurs (108) qui en augmentent la résistance à la traction et qui sont par exemple en matière plastique à grande résistance' mécanique ou qui sont formés de torons métalliques. 8. Matelas selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins certains des rubans tendeurs (108) sont disposés au voi- sinage des organes de suspension (109). 9. Matelas selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'au moins certains des rubans tendeurs (4085 se roisent. 10. Matelas selon l'une quelconque des revendicat~ons 7- à 9, caractérisé en ce qu'au moins certains des rubans tendeurs (408) ne sont reliés -a-e localement au matériau du matelas proprement dit (101), les liaisons pouvant être réalisées par exemple par soudage ou collage. 11. Matelas selon l'une quelconque des revendica- tions 7 à O, caractérisé en ce qu'au moins certains des rubans tendeurs (108) sont disposés dans des cavités en gouttières (106) du matelas proprement dit (10.) qui forment les subdivisions. 12. Matelas selon l'urne quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que es cavités en gouttières (106) qui forment les subdivisions constituent des logements du matériau (107) d'une autre couche lourde et sont recouvertes d'une feuille (103).