Brevet FR2731389A1 — publié le 19960913

DISPOSITIF POUR INSONORISER UNE ROUE. ET. NOTAMMENT UNE ROUE DE VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention concerne un dispositif pour insonoriser une roue, et, notamment une roue de véhicule automobile, roue comprenant un voile central circulaire, une jante sensiblement cylindrique composée d'une partie arrière et d'une partie avant, les parties étant séparées par le plan du voile qui s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal de la jante. L'amélioration du confort des usagers de véhicules automobiles oblige les constructeurs de véhicules automobiles à rechercher sur lesdits véhicules les sources de vibrations et à tenter de les réduire ou, si possible, de les éliminer. Dans le domaine des roues de véhicule automobile, les roues réalisées, par exemple, par emboutissage, fluotournage, ou par roulage, présentent l'inconvénient d'émettre des vibrations qui se répercutent au niveau de l'habitacle. Les vibrations des roues génèrent un bruit qui peut être de type aérodynamique, à des fréquences supérieures à 500 Hz, ou de type solidien ou structurel à des fréquences inférieures à 500 Hz. De nombreuses études ont porté sur une quantification de différents effets, notamment l'influence du dessin des sculptures des pneumatiques, du revêtement des chaussées, de la vitesse du véhicule, de l'acier dont est composée la roue. On connaît du brevet FR N 7615476, un dispositif de réduction du bruit d'une roue, lors du freinage, comprenant une lame élastique du type lame à ressort dont les points d'appui sont placés au niveau des ventres de vibration de la roue. L'invention a pour but l'amélioration du confort acoustique des usagers de véhicules automobiles dans tous les domaines de fonctionnement du véhicule. L'invention a pour objet un dispositif qui se caractérise en ce qu'il est composé d'au moins un panneau, associé à la jante, placé parallèlement au voile de roue, ledit panneau comportant au moins une couche de matériau viscoélastique et un moyen de couplage mécanique radial disposé en périphérie du panneau pour être associé à, au moins, une des parties cylindriques formées par la jante. Les autres caractéristiques de l'invention sont - le panneau est un disque associé à la partie cylindrique avant de la jante, - le panneau est une couronne associée à la partie cylindrique arrière de la jante, - le panneau est métallique et de préférence en acier. - le panneau est composé d'une tôle de type sandwich. - le panneau constitue un enjoliveur pour la roue. - le panneau comporte en périphérie un moyen de couplage mécanique de mise sous tension ou de compression radial. io - le moyen de mise sous tension est un anneau élastique s'emboîtant de manière élastique dans une gorge ménagée dans une des parties cylindriques formées par la jante. - le moyen de mise sous tension du panneau est composé d'une série de pattes en acier à ressort disposées radialement en périphérie dudit i5 panneau et destinée à s'accrocher sur une bordure circulaire ménagée sur une des parties cylindriques formée par la jante. - le panneau comporte, au moins, un relief disposé en vis-à-vis d'une zone de vibrations à grandes amplitudes de la roue, le relief étant destiné à prendre appui sur un relief du voile de la roue, - le relief du panneau a, soit la forme d'au moins une rainure pouvant dessiner une portion de cercle, soit la forme de plots répartis angulairement sur la surface du disque, La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre l'invention. La figure 1 présente un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention associé à une roue. La figure 2 présente un autre exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 présente un exemple de réalisation d'un panneau selon l'invention en forme de disque. La figre 4 est un schéma d'un banc de mesure de réponse impulsionnelle. Les figures 5A et 5B sont des courbes de réponse impulsionnelle, respectivement en modes verticaux et en modes latéraux, d'une roue sans le dispositif de l'invention. Les figures 6A et 6B sont des courbes de réponse impulsionnelle respectivement en modes latéraux et en modes verticaux d'une roue, avec le dispositif de l'invention composé d'un panneau en forme de disque comme représenté sur la figure 3. Les figures 7A et 7B sont des courbes de réponse impulsionnelle, respectivement en modes latéraux et en modes s verticaux d'une roue, avec le dispositif de l'invention composé d'un panneau en forme de disque et d'un panneau en forme de couronne associée. La figure 8 présente un autre exemple de réalisation de l'invention. Le dispositif pour insonoriser une roue, par exemple, de véhicule automobile s'adapte sur une roue 1 de véhicule, comme représentée sur la figure 1, la roue comprenant un voile 2 central circulaire, une jante 3 sensiblement cylindrique composée d'une partie arrière 4 et d'une partie avant 5, les parties 4 et 5 étant séparées par le plan du voile 2 qui s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal 6 de la jante 3, axe correspondant à l'axe de rotation de la roue. Selon l'invention, le dispositif pour insonoriser la roue est composé d'un panneau réalisé de préférence à partir d'une tôle, le panneau pouvant être obtenu par emboutissage et avoir la forme d'un disque 8 comme, par exemple, la forme d'une assiette, ou encore la forme d'une couronne 10. Le panneau comporte au moins une couche de matériau viscoélastique, matériau ayant la propriété d'absorber l'énergie due à des vibrations mécaniques, cette énergie étant transformée, dans la 2s masse du matériau, en chaleur. La couche de matériau viscoélastique peut être insérée entre deux peaux métalliques pour former une structure sandwich. Le panneau du dispositif comporte des moyens de couplage mécanique avec la jante 3 de la roue. Ces moyens de couplage placent le panneau sous compression radiale ou bien sous tension radiale de façon à ce que les vibrations de la roue puissent être transmises au matériau viscoélastique du panneau du dispositif pour obtenir l'effet d'absorption d'énergie. Un moyen de couplage mécanique est, par exemple, un anneau élastique qui s'emboîte de manière élastique dans une gorge ménagée dans une partie cylindrique formée par la jante. Un autre moyen de couplage mécanique est, par exemple, comme représenté sur les figures 1 et 2, composé d'une série de pattes 9 en acier à ressort disposées radialement en périphérie du panneau du dispositif, les pattes 9 étant destinées à s'accrocher sur une bordure circulaire ménagée sur une des parties cylindriques 4, 5 formées par la jante 3. Selon l'invention le panneau en forme de disque 8 du dispositif est placé sur la roue de façon à couvrir les moyens de fixation de ladite roue sur l'axe de roue. Le disque 8 peut avoir de ce fait une forme esthétique et une fonction d'enjoliveur. Selon l'invention, et comme représenté sur la figure 2, le dispositif peut comporter deux panneaux formant d'une part, un disque 8 placé sur la partie avant 5 de la jante et d'autre part, une couronne 10 placée sur la partie arrière 4 de la jante. Des mesures ont été effectuées pour mettre en évidence l'effet d'absorption de l'énergie vibratoire communiquée à une roue de is véhicule automobile. Ces mesures ont été effectuées avec un dispositif comportant un moyen de couplage mécanique, sous compression, comme représenté sur les figures 1 et 2. Une roue 1 de véhicule automobile est soumise à vibrations de façon à matérialiser les modes de vibrations de la roue, d'une part, sans le dispositif de l'invention et, d'autre part, avec ledit dispositif de l'invention comportant un panneau en forme de disque 8, comme représenté sur la figure 3. Un banc expérimental de mesure de fréquence propre et de niveau de bruit est présenté schématiquement sur la figure 4. Le banc de mesure comporte un marteau 11 d'impact, un accéléromètre 12, un capteur de force et un analyseur 13 spectral bi-voies. Ce banc permet de déterminer des courbes de réponse impulsionnelle de la roue 1 soumise à vibrations. Le dispositif associé à la roue est composé d'un panneau en forme de disque 8 embouti à partir d'une tôle sandwich du type "SOL CONFORT" ayant une épaisseur de 0,75 mm. Le panneau en forme de disque du dispositif est percé de quatre ajourages 14 ménagés dans sa partie centrale. Le panneau présente un galbe qui s'appuie sur la partie avant 5 cylindrique formée par la jante. Le disque 8 est fixé en compression mécanique au moyen de pattes 9 en acier à ressort formant des clips s'insérant dans une gorge intérieure de la partie avant 5 de la jante. Les figures 5A et 5B, présentent des courbes de réponse impulsionnelle de la roue, respectivement en modes verticaux et en mode latéraux, sans le dispositif de l'invention. Il est mis en évidence les pics de résonance suivants Mode Fréquence (Hz) Mode Fréquence (Hz) 1 253 6 719 2 253 7 719 3 253 8 1 094 4 258 9 1 140 498 10 1 140 Ce sont, en particulier, les modes de vibration à basses fréquences que l'on cherche à réduire, voire à faire disparaître. On a remarqué que la jante est l'élément le plus influent de la roue, et plus particulièrement les parties arrières et avant de la jante. Les figures 6A et 6B présentent des courbes de réponse impulsionnelle de la roue, respectivement en modes verticaux et en modes latéraux avec le dispositif selon l'invention composé, dans cet exemple, d'un panneau en forme de disque 8. On remarque en comparant les deux courbes de réponse impulsionnelle en mode verticaux que le pic de résonance de 250 Hz est atténué d'environ 15 dB et que le pic de résonance de 700 Hz est atténué d'environ 23 dB, ce qui est considérable. Certains pics de résonance de hautes fréquences ont tendance à s'effacer. On observe également un léger décalage des pics vers les fréquences plus élevées, ce qui montre que le dispositif, en compression radiale tend à rigidifier la roue. La comparaison des réponses impultionnelles de la roue, en modes latéraux sans le dispositif et avec le dispositif selon l'invention, montre que le pic de résonance de 250 Hz est atténué d'environ 7 dB et celui de 700 Hz est également atténué de 15 dB. Il est possible de réaliser sur le panneau en forme de disque 8, comme représenté sur la figure 8, au moins un relief 15 destiné à prendre appui sur un relief du voile 2 de la roue. Le relief est placé en vis à vis de zones de vibration du voile soumises à grandes amplitudes et qui représentent des ventres de vibration. Les reliefs représentés sur la figure 8 ont la forme de plots répartis angulairement sur la surface du disque 8. Ces reliefs peuvent également avoir la forme de rainure assurant, d'une part une fonction mécanique, et, d'autre part une fonction esthétique d'enjoliveur. Les figures 7A et 7B présentent des courbes de réponse impulsionnelle de la roue, respectivement en modes verticaux et en modes latéraux avec le dispositif selon l'invention composé, dans cet exemple, d'un panneau en forme de disque 8 placé sur la partie avant 5 de la jante, et un panneau en forme de couronne 10 placé sur la partie arrière 4 de la jante. Le panneau en forme de couronne 10 a un diamètre intérieur de 250 mm et de diamètre extérieur de 342 mm. Il est fixé sur la partie arrière 4 de la jante au moyen de pattes 9 permettant une contrainte radiale importante. Des mesure d'impact ont été effectuées avec un marteau d'impact tel que décrit précédemment. 1S Dans le domaine des modes latéraux, il est constaté -une atténuation de 25 dB du pic de résonance qui apparaît à la fréquence de 250 Hz. -une atténuation de 10 dB du pic de résonance qui apparait à la fréquence de 700 Hz. Dans le domaine des modes verticaux, il est constaté -une atténuation de 5 dB du pic de résonnance qui apparait à la fréquence de 250 Hz, -une atténuation de 5 dB du pic de résonance qui apparait à la fréquence de 700 Hz. On remarque une disparition complète des pics de résonance dans les basses fréquences, qui sont les plus gênants pour les passagers de véhicules automobiles. On observe également un léger décalage des pics de résonance vers les hautes fréquences, ce qui signifie que le dispositif selon I'invention apporte à la roue une amélioration de sa rigidité. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour insonoriser une roue, et, notamment une roue (1) de véhicule automobile, roue comprenant un voile (2) central s circulaire, une jante (3) sensiblement cylindrique composée d'une partie arrière (4) et d'une partie avant (5), les parties étant séparées par le plan du voile (2) qui s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal (6) de la jante, caractérisé en ce qu'il est composé, d'au moins, un panneau, associé à la jante (3), placé parallèlement au io voile (2) de roue, ledit panneau comportant au moins une couche d'un matériau viscoélastique, et un moyen de couplage mécanique radiale disposé en périphérie du panneau pour être, associé à au moins une des parties (4 et 5) cylindriques de la jante (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau est un disque (8) associé à la partie cylindrique avant (5) de la jante. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau est une couronne (10) associée à la partie cylindrique arrière (4) de la jante. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le panneau est métallique. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le panneau est en acier. 6. Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le panneau est composé d'une tôle de type sandwich. 7. Dispositif selon les revendications, 1 à 6 caractérisé en ce que le panneau constitue un enjoliveur pour la roue. 8. Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le panneau comporte en périphérie un moyen de couplage mécanique de mise sous tension ou de compression radiale. 9. Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de mise sous tension est un anneau élastique s'emboîtant de manière élastique dans une gorge ménagée dans une des parties cylindriques formées par la jante. 10. Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de mise sous tension du panneau est composé d'une série de pattes (9) en acier à ressort, disposées radialement en périphérie dudit panneau et destinée à s'accrocher sur une bordure circulaire ménagée sur une des parties cylindriques formée par la jante. 11 Dispositif selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le panneau comporte au moins un relief (15) disposé en vis-à-vis d'une zone de vibrations à grandes amplitudes de la roue, le relief étant destiné à prendre appui sur un relief du voile (2) de la roue. 12. Dispositif selon la revendication 1 1, caractérisé en ce que le relief du panneau a, soit la forme d'au moins une rainure pouvant dessiner une portion de cercle, soit la forme de plots répartis angulairement sur la surface du disque(8).