SENE, Philippe (6 Valbois, Ponthevrard, Ponthevrard, F-78730, FR)
| REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) atténuateur de l'intensité d'une perturbation acoustique dans un circuit (11) de conditionnement d'air de véhicule automobile, comprenant au moins un tuyau flexible (12), le dispositif comportant un insert propre à être implanté dans une partie du circuit, caractérisé en ce que l'insert (15, 40, 50) est formé d'un tube (15, 40, 50) souple comprenant un alésage (18) de circulation du flux principal du fluide perturbé d'une longueur déterminée 1. propre à être implanté dans le tuyau flexible et à être fixé d'un coté sur une bride (19) de raccordement entre un tuyau rigide (13) du circuit et le tuyau flexible (12) et inséré librement de l'autre coté dans le dit tuyau flexible (12) , ledit insert (15, 40, 50) étant percé d'au moins un jeu (21) d'au moins trois trous (22, 47, 55) répartis circulairement à une distance d de l'extrémité fixe du tube souple. 2. Dispositif atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance d est comprise entre 1/2 et 3/4 de la longueur 1. 3. Dispositif atténuateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que d = 1/2 _1. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le jeu (21) comprend quatre trous (22, 47, 55) répartis régulièrement sur la circonférence du tube. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube flexible (40, 50) est cannelé extérieurement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le tube (15) est lisse extérieurement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation comportant un manchon (34) en aluminium propre à être fixé d'un coté sur la bride de raccordement (19) et fixé de l'autre coté sur le tube flexible, ledit manchon (34) étant obtenu par un formage. 8. Circuit de conditionnement d'air de véhicule automobile par circulation d'un gaz ou d'un mélange biphasique air/liquide dans un sens S déterminé, comprenant une portion (11) de tuyauterie comportant un dispositif (10) atténuateur de l'intensité des perturbations acoustiques dans le circuit, caractérisé en ce que le dispositif comporte un insert (15, 40, 50) fixé d'un coté sur une bride de raccordement entre un tuyau rigide (13) et un tuyau flexible (12) d'une longueur L déterminée appartenant à ladite portion de tuyauterie, et inséré librement de l'autre coté dans le dit tuyau flexible, ledit insert étant formé d'un tube souple (15,40,50) comprenant un alésage (18) de circulation du fluide perturbé du tuyau vers la bride de longueur 1. telle que 1/2L < 1 < 3/4L, percé d'au moins un jeu (21) d'au moins trois trous (22, 47, 55) répartis circulairement à une distance d de l'extrémité fixe du tube souple. 9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que 1 est égale ou sensiblement égale à 2/3L. 10. Circuit selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la distance d est comprise entre 1/2 et 3/4 de la longueur 1. 11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que d = 1/2 _1. 12. Circuit selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le jeu comprend quatre trous (22, 47, 55) répartis régulièrement sur la circonférence du tube, les trous étant de diamètre compris entre 1mm et 3mm. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le tube flexible (40, 50) est cannelé extérieurement. 14. Circuit selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le rapport des sections entre diamètre interne du tube souple et diamètre interne du tuyau flexible est compris entre 30% et 90%. 15. Circuit selon la revendication 14, caractérisé en ce que le rapport est de l'ordre de 80%. |
D'AIR INCLUANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif atténuateur de l'intensité d'une perturbation acoustique dans un circuit de conditionnement d' air de véhicule automobile.
Elle concerne également un circuit de conditionnement d'air comportant un tel dispositif.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine des dispositifs limitant les bruits générés par un appareil en ligne tel qu'un compresseur dans le circuit de climatisation d'un véhicule automobile.
On sait que le compresseur d'un circuit de climatisation d'air engendre des bruits et des vibrations qui peuvent devenir gênants pour les occupants de l'habitacle du véhicule. De tels bruits doivent impérativement être supprimés en accord avec le cahier des charges des constructeurs qui définit des limites acceptables les concernant.
On connaît déjà des systèmes pour filtrer des perturbations acoustiques dans les circuits de climatisation. Ce sont essentiellement des capacités placées en série sur les circuits à insonoriser.
Ces capacités sont en général composées d'un réceptacle en aluminium d'un diamètre d'environ 50mm et d'une longueur comprise entre 50mm et 80mm. De tels dispositifs sont donc particulièrement encombrants. De plus, il nécessite une coupure de la tuyauterie sur une partie rigide du tube de canalisation et impose un raccordement brasé et étanche qui affaiblit la résistance mécanique de 1' ensemble .
On connaît également des dispositifs atténuateur de bruit formé par un insert utilisant le principe de Quincke dans une partie rigide de la tuyauterie. De tels dispositifs rigides permettent une excellente atténuation d'une onde déterminée par addition avec une onde en opposition de phase, mais ils ne peuvent structurellement traiter toutes les fréquences, et ils créent de plus des pertes de charge non négligeables .
La présente invention part d'une idée différente permettant d' éviter les inconvénients de coûts de fabrication et d' encombrement importants des capacités de l'art antérieur et/ou des inserts rigides connus. Elle utilise pour ce faire un montage qui ne nécessite pas l'ajout d'une capacité et/ou d'un insert complexe en proposant un dispositif, qui est intégré de façon simple et invisible à l'intérieur de la canalisation, à un emplacement où il existe déjà un raccord, et ce en insérant le dispositif dans une partie en tuyau flexible du circuit de climatisation de l'automobile.
De façon surprenante, les résultats d'amortissement ou d'atténuation d'intensité avec le dispositif de l'invention se révèlent remarquables, bien meilleurs qu'avec les capacités et/ou insert de l'art antérieur. Le dispositif est compatible avec les dimensions d'une tuyauterie de climatisation et génère des pertes de charge acceptables, moindres que celles des dispositifs existants.
La présente invention vise donc à fournir un dispositif et un circuit répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet une filtration en ligne optimisée des bruits pour un coût réduit, le tout sans encombrement supplémentaire, avec une plus grande facilité de fabrication et de montage, sans fragilisation du circuit et avec des résultats meilleurs que ceux de l'art antérieur.
Dans ce but, la présente invention propose un dispositif atténuateur de l'intensité d'une perturbation acoustique dans un circuit de conditionnement d'air de véhicule automobile, comprenant au moins un tuyau flexible, le dispositif comportant un insert propre à être implanté dans une partie du circuit, caractérisé en ce que l' insert est formé d'un tube souple comprenant un alésage de circulation du flux principal du fluide perturbé d'une longueur déterminée 1 propre à être implanté dans le tuyau flexible et à être fixé d'un coté sur une bride de raccordement entre un tuyau rigide du circuit et le tuyau flexible et inséré librement de l'autre coté dans le dit tuyau flexible,
ledit insert étant percé d'au moins un jeu d'au moins trois trous répartis circulairement à une distance d de l'extrémité fixe du tube souple.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- la distance d est comprise entre 1/2 et 3/4 de la longueur 1_ ;
- d = 1/2 1 ;
le jeu comprend quatre trous répartis régulièrement sur la circonférence du tube ; le tube flexible est cannelé extérieurement et intérieurement ;
le tube est lisse extérieurement et intérieurement ;
- le tube est alternativement lisse et cannelé extérieurement et intérieurement;
le dispositif comporte des moyens de fixation comportant un manchon en aluminium propre à être fixé d'un coté sur la bride de raccordement et fixé de l'autre coté sur le tube flexible ledit manchon étant obtenu par un formage en queue de sapin.
L' invention propose également un circuit comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus.
Elle propose également un circuit de conditionnement d'air de véhicule automobile par circulation d'un gaz ou d'un mélange biphasique air/liquide dans un sens déterminé, comprenant une portion de tuyauterie comportant un dispositif atténuateur de l' intensité des perturbations acoustiques dans le circuit, caractérisé en ce que le dispositif comporte un insert fixé d'un coté sur une bride de raccordement entre un tuyau rigide et un tuyau flexible d'une longueur L déterminée appartenant à ladite portion de tuyauterie, et inséré librement de l'autre coté dans le dit tuyau flexible, ledit insert étant formé d'un tube souple comprenant un alésage de circulation du fluide perturbé du tuyau vers la bride de longueur 1 telle que 1/2L < _1 < 3/4L, percé d'au moins un jeu d'au moins trois trous répartis circulairement à une distance d de l'extrémité fixe du tube souple. Avantageusement _1 est égale ou sensiblement égale à 2/3L.
Egalement avantageusement, la distance d comprise entre 1/2 et 3/4 de la longueur 1. .
Dans un mode de réalisation avantageux d = 1/2 1.
Avantageusement, le jeu comprend quatre trous répartis régulièrement sur la circonférence du tube, les trous étant de diamètre compris entre 1mm et 3mm.
Avantageusement, le tube flexible est cannelé extérieurement.
Dans un mode de réalisation avantageux, le nombre de cannelures est compris entre 50 et 100, par exemple 70.
Egalement avantageusement le rapport des sections entre diamètre interne du tube souple et diamètre interne du tuyau flexible est compris entre 30% et 90% et notamment 80%.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d'une portion de circuit d'air conditionné avec capacité, selon l'art antérieur.
La figure 2 est une vue en perspective d'une portion de circuit similaire avec dispositif selon 1 ' invention .
La figures 3 montre en coupe développée un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, à l'intérieur d'un tuyau flexible de circuit d'air conditionné pour climatisation de véhicule . La figure 3A est le détail IIIA de la figure 3.
Les figures 4 et 5 montrent en perspective éclatée deux modes de réalisation des moyens de fixation du dispositif de la figure 3, à l'intérieur du tuyau souple.
La figure 6 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention avec tube cannelé.
La figure 6A est une vue en coupe de l'extrémité du tube de la figure 6.
La figure 7 montre en perspective éclatée un mode de réalisation des moyens de fixation du tube cannelé de la figure 6 à l'intérieur du tuyau souple.
Les figures 8 et 9 montrent un autre mode de réalisation d'un tube cannelé selon l'invention, respectivement en vue de face et en coupe selon IX IX.
La figure 10 donne les courbes d'atténuation obtenues avec le dispositif de la figure 8, sans dispositif atténuateur, et avec un atténuateur plus classique de l'art antérieur.
La figure 1 montre une portion 1 de circuit de climatisation automobile munie selon l'art antérieur d'un dispositif 2 formé par une capacité cylindrique et disposé sur une portion rigide 3 de la tuyauterie. La tuyauterie permet la circulation d'un gaz frigorigène ou d'un mélange biphasique gaz/ liquide dans le sens de la flèche 4. Le reste du circuit (compresseur etc..) n'est pas représenté.
La portion 1 du circuit comprend un tuyau flexible 5 disposé entre deux portions 6, 7, rigides de tuyauterie du circuit. Plus précisément le tuyau flexible 5 est fixé sur les portions rigides 6 et 7 de façon connue en elle-même, par le biais de raccord étanche 8, 9 entre tubes métalliques rigides et en bout de tuyau flexible, par exemple par sertissage d'un élément de sertissage en forme de manchon sur l'extrémité du tuyau souple lui-même inséré sur l'extrémité tubulaire du tuyau rigide.
La figure 2 montre un dispositif 10 atténuateur de bruit selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif est inséré dans le circuit de conditionnement représenté partiellement en 11, comprenant un tuyau flexible 12 entre deux parties de tube rigide 13 et 14 fixé de façon connue en elle- même, comme décrit ci-avant en ce qui concerne la figure 1.
Le dispositif 10 comprend un insert représenté en trait interrompu 15, implanté dans le tuyau flexible 12, qui va adopter en partie la courbure du tuyau flexible 12.
Il est au départ dans l'axe du tube rigide 13 puis ensuite vient d'appuyer par son extrémité 16, sur l'intérieur 17 du tuyau flexible 12.
On a représenté sur la figure 3, en coupe et en vue développée, le tuyau flexible 12 de la figure 2 et son insert en forme de tube souple 15.
Dans la suite de la description on utilisera les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments similaires ou identiques.
Le tube souple 15 comprend un alésage 18 de circulation du flux principal dans le sens de la flèche S, de 1 ' évaporateur vers le compresseur.
Plus précisément et selon l'invention, il présente une longueur déterminé _1 et est fixé d' un côté sur la bride 19 de raccordement entre le tuyau rigide 13 et le tuyau souple 12, et est libre de l'autre côté 20. Le tube souple 15, se comporte comme une poutre en encastrement du côté de la tuyauterie rigide.
Plus précisément et selon un mode de réalisation de l'invention, l' insert formé par le tube souple en 15 est percé d'un jeu 21 de quatre trous 22 répartis circulairement et à une distance d de l'extrémité fixe du tube.
Dans ce mode de réalisation particulier, les trous sont à 90° et ont, par exemple, un diamètre de 1,7mm. La distance d est égale à 1/2 1 qui peut par exemple et quand à elle être égale à 8cm.
Le raccord 19 est situé du côté du compresseur, le raccord 23, de l'autre extrémité entre le tuyau rigide 14 et le tuyau souple 12 est par contre situé du côté évaporateur.
Egalement dans ce mode de réalisation, la longueur libre du tuyau flexible étant L, la longueur 1 est choisie égale à 2/3 de L .
Le tube est réalisé en un matériau chimiquement neutre, par exemple en un matériau connu sous la marque TEFLON, mais peut également être réalisé par exemple par moulage, dans d'autres matières comme le polypropylène .
Les caractéristiques spécifiques du type décrites ci-dessus permettent curieusement d'obtenir une atténuation particulièrement forte, et ce pour des raisons qui s'expliquent mal.
Dans la mesure où le fluide en pression arrive depuis le côté opposé à son encastrement (évaporateur vers compresseur) , il va naturellement passer par l'alésage 18, en accélérant du fait du léger rétrécissement. Le cul de sac existant entre la paroi interne du tuyau flexible et la paroi externe du tube souple ne devrait dès lors pas avoir d'influence. En fait, le comportement du gaz dans ce cul de sac est lui-même perturbé par les écoulements en provenance des trous 22, ce qui probablement est à l'origine de cet effet d'atténuation incompréhensible.
On a représenté sur les figures 4 et 5 deux modes de réalisation de la fixation du tube souple 15 de la figure 3 au niveau du raccord 19.
Un premier mode de réalisation consiste à prévoir le sertissage d'un élément du sertissage 24 du type manchon connu en lui-même dont une extrémité 25 est pincée entre deux lèvres 26 du tuyau rigide 13.
Le tuyau rigide 13 comporte par ailleurs une extrémité 27 de tuyau comportant par exemple des cannelures 28 pour favoriser la fixation par le frottement par emmanchement de l'extrémité 29 du tuyau flexible 12 en élastomère résistant aux fluides frigorifiques .
Le tube souple vient quant à lui s'encastrer en 30 dans l'extrémité 27 du tube 13 par l'intermédiaire d'une portion 31.
Celle-ci s'insère à frottement sur une distance e dans l'alésage 32 de ladite extrémité ou embout 27, lui-même venant en butée sur une couronne 33 du tube 15.
La portion 31 subit par ailleurs une déformation en s' insérant dans le formage de l'embout, la fixation étant finalisée par le sertissage de l'élément 24, de façon connue en elle-même.
La figure 5 montre un autre mode de réalisation des moyens de fixation du tube souple sur l'extrémité 27 du tube 13. Ici le tube vient se loger dans un insert ou manchon 34 par exemple en aluminium lui-même inséré dans l'alésage 32 de l'extrémité 27. La tenue de l' insert se fait par exemple grâce à un formage dit en queue de sapin.
Plus précisément l' insert 34 est en forme de manchon cylindrique et comprend une première partie cylindrique de plus grand diamètre interne, dans laquelle vient s'insérer à frottement l'extrémité du tube souple et ce, jusqu'à une butée 35 annulaire, la première partie étant reliée à une deuxième partie de plus petit diamètre, correspondant au diamètre interne du tube souple et de diamètre externe correspondant au diamètre interne de l'embout 27 du tube 13.
L' ensemble est ensuite serti comme indiqué ci-avant pour la figure 4.
On a représenté sur les figures suivantes 6 à 9 des modes de réalisation de dispositif comprenant un tube souple cannelé.
La figure 6 montre un premier tube souple cylindrique 40 qui comporte du côté 41 une partie d'extrémité venant s'insérer dans l'extrémité 45 du tube 13 (cf. figure 7) et dans le reste des parties annulaires formées par des successions de cylindres ou cannelures répétitives, de pas déterminé, montrant des différences entre diamètres externes des cannelures (dl, d2 et d3) et hauteurs des cylindres correspondants el, e2, e3.
Le tube souple annelé ou cannelé est par exemple en polypropylène, le pas et le nombre des rainures pouvant être réguliers ou variables comme on vient de 1' indiquer .
On a représenté en coupe sur la figure 6A l'extrémité libre 42 du tube simple 40 avec des cannelures d'épaisseurs et de diamètres externes différents (dl, d2, d3) , par exemple entre 1 et 3 mm de différence.
La figure 7 montre un mode de fixation du tube souple cannelé 40, du type de celle décrite en référence à la figure 4.
La couronne annulaire 44 permet le blocage en butée sur l'extrémité 45 du tube 13, l'embout 46 du tube cannelé 40 pénétrant dans l'alésage 32 du tube rigide. Des trous 47 sont par ailleurs présents selon l'invention, par exemple 4 trous à 90° à mi-longueur.
On a représenté sur les figures 8 et 9, en vue latérale et en coupe IX-IX, un autre mode de réalisation d'un tube cannelé 50 de dispositif selon 1' invention .
Le tube 50 comprend ici une extrémité de fixation comportant une partie allongée 51 propre à être insérée dans l'alésage du tube 13, munie de 1 à 3 excroissances annulaires 52 propres à permettre une bonne fixation par friction à l' intérieur de l'extrémité 45 du tube 13, et une couronne 53 de blocage sur l'extrémité 45 du tube une fois que le tube souple 50 y a été inséré.
Le tube souple 50 est pour le reste constitué d'une succession de cannelures 54 d'épaisseur eo, les tubes étant par ailleurs munis, selon ce mode de réalisation d' invention, des trous 55 répartis circulairement à 90° par exemple de diamètre 1,7 mm pour un diamètre interne de cannelures de 2,8 mm, et un diamètre externe hors tout du tube souple de 12,8 mm.
La longueur de l'extrémité 51 est par exemple de 28 mm et d'un diamètre externe égal au diamètre interne de l'alésage 32 de l'extrémité 45 du tube 13, par exemple de 12,5mm. Le tube cannelé comprend par exemple de 25 à 100 cannelures par exemple 70 cannelures et se termine de l'autre côté par une portion d'extrémité 56 libre en forme de cylindre lisse de quelques millimètres de hauteur, par exemple de hauteur comprise entre le 1/10 et la 1/2 de la hauteur de la portion 51.
On a représenté sur la figure 10 quatre courbes montrant la pression acoustique observée en Pa/Pa en fonction de fréquences de bruits générés par le compresseur en Hz.
La courbe 60 représente la spécification des constructeurs automobiles, également dénommée « gabarit client ». C'est le but a atteindre en matière d'atténuation et en fonction des fréquences.
La courbe 61 donne les résultats obtenus avec un tuyau sans amortisseur. Ces résultats sont mesurés avec un dispositif de mesures de bruit blanc caractérisé selon la méthode des constructeurs automobiles français, répondant aux exigences des cahiers des charges.
La courbe 62 correspond aux résultats obtenus avec un amortisseur plus classique, ici un insert sophistiqué rigide. On constate que l'amortissement entre 0,2 et 1,0 KH Z (fréquences audibles) est meilleur, mais qu'il présente cependant des pics non négligeables autour de 0,3KH Z et au-dessus de 0,7KH Z .
La courbe 63 est celle obtenue avec un dispositif amortisseur selon l'invention, nettement plus satisfaisant et qui se rapproche fortement du gabarit client .
On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif atténuateur du bruit selon l'invention. Le fluide, par exemple un fluide de réfrigération du type connu sous la référence Rl34a pour circuit de véhicule automobile, est comprimé par un compresseur générateur de bruit et circule dans le circuit en générant des nuisances sonores à des fréquences et sur des plages de fréquence déterminées en fonction de la configuration du circuit et de la vitesse de circulation .
Pour limiter le bruit de la perturbation acoustique, on insert dans le tube au niveau du tuyau flexible, un tube souple selon l'invention de façon à ce que le bord libre soit attaqué par le fluide en circulation, du côté opposé à l'encastrement du tube souple sur une extrémité du tuyau rigide.
Du fait des dispositions dimensionnelles du tube souple, des trous percés en milieu de ce tube souple et des phénomènes de compression/décompression qui ne manquent d' advenir au niveau du dispositif atténuateur, on observe alors de façon surprenante une atténuation forte du bruit généré dans les tuyauteries .
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où on prévoit des trous supplémentaires et/ou les cannelures sont différentes.
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