Brevet FR2659612A1 — publié le 19910920

La présente invention se rapporte généralement à des tapis et plus particulièrement à un tapis qui est approprié pour empêcher la transmission des vibrations et du son dans une cabine de véhicule. Afin de supprimer le bruit et les vibrations dans la cabine d'un véhicule, il est de pratique courante d'isoler les divers panneaux et composants, comme le tableau de bord, le plafond, le plancher et analogues En plus de cela, il est courant d'utiliser des plaques de caoutchouc, un tapis en feutre et analogues et d'adapter les caractéristiques d'atténuation des vibrations et du bruit de chacun des composants additionnels et éléments d'une manière qui, en combinaison avec les panneaux et composants cidessus mentionnés, produit un système accordé, dont l'effet total est la réduction des vibrations et du bruit non voulus au degré o même de minuscules vibrations sont supprimées. Le JU-A-61-187757 révèle une construction de tapis de la nature montrée à la figure 6 Sur cette figure, un tapis 1 est posé au-dessus d'un panneau de plancher métallique pour véhicule 2 Le tapis, à titre d'exemple, comprend une couche 3 relativement rigide en polyuréthane sur laquelle est disposée une couche supérieure décorative 5. Les vibrations et le bruit qui sont transmis de la surface externe 2 a du panneau de plancher à la surface interne 2 b sont atténués ou supprimés par la couche de polyuréthane 3 qui, dans ce cas, présente une rigidité K de 2,5 x 10 4 kg/mm 3 et la couche flexible de décoration 5 qui présente une densité d'environ 1 à 2 kg/m 3. Avec cet agencement, le bruit subi par le ou les passagers assis sur le ou les sièges avant du véhicule est indiqué par le rapport de la pression du son mesurée sur le ou les sièges avant et la pression du bruit d'excitation. La figure 9 montre les caractéristiques de bruit qui sont subies dans un type donné de cabine de véhicule o aucun tapis n'est placé sur le panneau de plancher, tandis que la figure 11 montre les caractéristiques obtenues dans le même environnement mais avec le type de l'art antérieur ci-dessus mentionné de tapis qui y est posé. Comme on peut le noter sur la figure 11, Cl désigne les caractéristiques produites quand les pieds des occupants du véhicule ne reposent pas sur la surface du tapis tandis que C 2 désigne les caractéristiques qui se présentent lorsque les pieds d'un ou de plusieurs passagers reposent sur le tapis Comme les caractéristiques se déplacent de manière assez remarquable, il est difficile d'obtenir avec précision la combinaison souhaitée des caractéristiques d'amortissement des vibrations et du bruit qui sont requises pour obtenir un système qui permettra d'atteindre la quantité maximale d'atténuation du bruit et des vibrations. Plus particulièrement, des recherches ont montré que si une masse M qui est représentative des pieds 7 des passagers est placée sur la surface supérieure du tapis 1 de façon à appliquer une force d'environ 2,74 M Pa, les caractéristiques selon lesquelles les vibrations seront transmises entre les surfaces 2 a et 2 b se déplacent, comme le montre la figure 8, de la trace en pointillé désignée par D 2 à la trace en trait plein Dl d'une manière o la fréquence à laquelle se produit le rapport de transmission de pointe change remarquablement. De plus, il faut noter que, comme le montre la figure 9 (représentant le cas o il n'y a pas de tapis), la plage des fréquences désignée par A suit une forte dépression T et se produit dans la plage de 200 à 300 Hz et que, afin d'obtenir la plus grande réduction de la pression du son dans la zone du siège avant, le tapis est conçu pour amortir le son dans la plage des fréquences A En d'autres termes, le tapis est agencé pour atténuer le bruit dans la plage qui suit celle o le bruit et les vibrations sont naturellement faibles. Il faut également noter que le tapis de l'art antérieur est conçu de manière que, comme le montre la figure 10, sa transmissivité (c'est-àdire la pression du son transmis/la pression du son d'excitation) présente les caractéristiques désignées par la trace Bl et o la valeur de pointe Pl est agencée pour se produire à la même fréquence que la réduction marquée T La fréquence à laquelle cette pointe se produit peut être dérivée de l'équation suivante 1 K fi = ( 1) 21 ïV m Cependant, lorsque les pieds d'un passager reposent sur le tapis, comme le montre sur la figure 7, le tapis dans son ensemble, ou au moins de grandes surfaces de celui-ci, se trouve comprimé et la transmissivité du tapis passe des caractéristiques désignées par Bl à celles désignées par B 2 Par suite, la fréquence à laquelle la valeur de la transmissivité de pointe change de Pl à P 2 d'environ 50-100 Hz En d'autres termes, si les pieds du passager sont représentés par la masse M ci-dessus mentionnée, alors on a: 1 n K fi = ( 2). 2 lr Vm + M Par suite, l'accord obtenu avant que les pieds du passager ne viennent reposer sur le tapis est perturbé à la manière représentée par la trace C 2 sur la figure il et cela donne un bruit de réverbération. La présente invention a pour objet de procurer un tapis qui n'est pas affecté par une charge subie au point que le degré des caractéristiques d'atténuation des vibrations et du bruit soit détérioré de manière que la pointe de transmissivité marquée ci-dessus se déplace. En bref, cela est obtenu par un agencement o un certain nombre de petits blocs sont disposés entre une couche supérieure flexible et une couche plus rigide et plus épaisse Les blocs empêchent la compression de portions du tapis entourant la zone o une charge, telle que les pieds de passagers, est placée En empêchant la compression de la portion majeure du tapis, on maintient des caractéristiques essentiellement inchangées de transmissivité du tapis Plus particulièrement, sous un premier aspect, la présente invention prend la forme d'un tapis comprenant: une feuille rigide; une couche en élastomère disposée à la surface supérieure de ladite feuille rigide; et un certain nombre de blocs espacés disposés entre la feuille rigide et la couche en élastomère. Un second aspect de l'invention concerne un véhicule qui présente: un système d'atténuation du son et des vibrations dans la cabine du véhicule, qui comporte: un tapis, lequel est placé sur un panneau métallique du véhicule, le tapis comprenant: une premère feuille qui est disposée en contact direct avec le panneau métallique, la première feuille ayant une rigidité prédéterminée et une première épaisseur prédéterminée; une seconde feuille disposée à la surface supérieure de la première feuille, la seconde feuille ayant une élasticité prédéterminée; et un certain nombre de relativement petits corps espacés et relativement rigides qui sont disposés entre les première et seconde feuilles. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un tapis selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe montrant la façon dont le tapis de la figure 1 reçoit une masse représentant des pieds; les figures 3 à 5 sont des graphiques qui démontrent les caractéristiques d'atténuation du son et des vibrations obtenues par la présente invention; les figures 6 et 7 sont des vues en coupe montrant le tapis de l'art antérieur décrit dans les paragraphes d'introduction de la présente divulgation; et les figures 8 à 11 sont des graphiques qui démontrent les caractéristiques problématiques d'atténuation du son/des vibrations que l'on rencontre avec l'art antérieur. Les figures 1 et 2 montrent les caractéristiques de construction d'un mode de réalisation de la présente invention Dans cet agencement, un tapis généralement désigné par le chiffre 11 est placé sur un panneau de plancher 12 en une tôle de métal à forte résistance à la traction et il comprend une feuille 13 de polyuréthane qui présente un degré prédéterminé de rigidité, une couche de décoration en caoutchouc élastomère 15 qui est disposée à la surface supérieure de la feuille rigide 13 et un certain nombre de blocs 16 qui sont disposés par intermittence entre les couches rigide et en élastomère de décoration 13 et 15. A titre d'exemple, la feuille rigide 13 peut avoir 20 30 mm d'épaisseur et présenter une rigidité d'environ 2,5 x 10 o 4 kg/mm 3 Par ailleurs, la couche de décoration 15 peut avoir environ 1 mm d'épaisseur et peut être formée d'un caoutchouc élastique tel que du caoutchouc naturel Les blocs 16 de ce mode de réalisation sont des carrés ( 3 x 3 cm) et ont 2 3 mm d'épaisseur Les blocs 16 présentent par conséquent une aire superficielle qui est plus petite que la semelle d'un pied de passager et ils sont espacés à des intervalles de 1 3 mm et agencés de façon à ne pas normalement venir en contact les uns avec les autres. La construction ci-dessus fonctionne de manière que lorsque les pieds d'un passager sont placés à la surface du tapis, la zone en dessous des pieds subisse une dépression localisée à la façon représentée à la figure 2 En effet, comme le montre cette figure, une masse 17 qui simule un pied de passager est telle qu'elle déforme localement la couche supérieure de décoration 15 et qu'elle force une section 15 a vers le bas La portion périphérique 15 b qui entoure la section 15 a s'étire élastiquement Cela induit une compression localisée de la couche rigide 13 et force un certain nombre de blocs 16 A qui sont placés en dessous du pourtour de la distorsion à être indépendamment pressés vers le bas, à un niveau plus bas que les blocs 16 B qui les entourent. Comme les blocs 16 B qui les entourent ont tendance à "flotter" sur la surface supérieure de la couche rigide 13, ils supportent la couche supérieure de décoration 15 et maintiennent la portion sur laquelle ne reposent pas les pieds du passager à la hauteur d'origine. Comme de grandes zones du tapis ne peuvent être réduites en épaisseur (par exemple comme ce qui est montré à la figure 2), la compression résultante de la couche rigide est empêchée et le glissement marqué de fréquence o la transmissivité de pointe du tapis a lieu est empêché comme le montre la figure 4 En conséquence, les caractéristiques d'atténuation du tapis ne se déplacent que légèrement en réponse aux pieds du passager placé dessus, comme cela est indiqué par les traces Cl et C 3 sur la figure 5 Les caractéristiques désignées par la trace C 3 peuvent être très favorablement comparées à celles désignées par la trace C 2 sur la figure 11. Avec la présente invention, l'accord du système total d'amortissement du son de la cabine du véhicule n'est pas perturbé par la présence ou l'absence d'une charge telle que les pieds d'un passager, à la surface du tapis. R E V E N D I C A T I O N S 1 Tapis, caractérisé en ce qu'il comprend une feuille rigide ( 13), une couche en élastomère ( 15) disposée à la surface supérieure de ladite feuille rigide; et un certain nombre de blocs espacés ( 16) disposés entre ladite feuille rigide et ladite couche en élastomère. 2 Tapis selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille rigide ( 13) a 20 30 mm d'épaisseur et présente une rigidité d'environ 2,5 x 10 kg/mm 3 3 Tapis selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche décorative ( 15) a environ 1 mm d'épaisseur et est formée d'un caoutchouc élastique tel que du caoutchouc naturel. 4 Tapis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les blocs ( 16) ont des côtés qui ont 3 cm de long et ont 2 3 mm d'épaisseur. 5 Système d'atténuation des vibrations et du son dans la cabine d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un tapis, ledit tapis étant posé sur un panneau en métal du véhicule et comportant une première feuille ( 13) disposée en contact direct avec le panneau en métal, ladite première feuille ayant une rigidité prédéterminée et une première épaisseur prédéterminée, une seconde feuille ( 15) disposée à la surface supérieure de la première feuille, ladite seconde feuille ayant une élasticité prédéterminée, et un certain nombre de blocs relativement petits, espacés et relativement rigides ( 16) disposés entre les première et seconde feuilles.