Brevet FR2033193A1 — publié le 19701204

On connaît l'idée directrice des amortisseurs à cible métallique qui se base sur le fait que, lorsque un câble métallique d'un nombre variable de brins et de fils élémentaires est soumis à des déformations, il y a dans ce câble un coulissement relatif entre tous les brins et fils constituant le cible ; ce coulissement détermine un glissement entre leurs surfaces qui transforme en chaleur, par l'effet du frottement, une partie du travail mécanique appliqué au cabale. En d'autres termes, les surfaces extérieures des fils qui glissent entre elles freinent le mouvement de déformation en combinant, avec leur déformation élastiques les effets d'un ressort aux effets d'un amortisseur. Sur ce principe, on connait aussi des types de supports à câble métallique antivibratoires et antichocs constitués par des segments parallèles de cible métallique ou par une pluralité de segments d7un cabale, retenus ou incorporés par des supports parallèles entre eux en matières métalliques ou plastiques par un procédé de fusion ou de fusion sous pression, de meme qu'on connatt d'autres types de supports antivibratoires et antichocs constitués par deux plaques d'attache parallèles entre elles en matière métallique ou plastique et par un anneau de cible métallique dans lequel deux arcs de l'anneau, opposés entre eux, sont respectivement incorporés dans l'épaisseur des deux plaques. Dans ces deux supports à cible métallique, le cible, selon le principe exposé ci-dessus, agit comme amortisseur en travaillant en flexion et traction, c'est-à-dire de la façon qui convient le mieux. La technique moderne, avec ses exigences, demande des éléments antivibratoires et antichocs qui, en plus d'amortir les vibrations et les chocs dans toutes les directions (à effet tridirectionnel) comme aussi dans le cas des supports susmentionnés , présentent un rapport d'amplification, à la fréquence de résonance, le plus bas possible et en outre se présentent en une forme de construction convenable et sont aisément adaptables, c'est-à-dire selon les systèmes traditionnels, aux parties à isoler mécaniquement avec un encombrement minimal. D'après les études et les essais effectués, on a pu constater que, si on augmente le frottement entre les brins et les fils du cabale, à poids supporté égal, l'amortissement augmente corrélativement. Cela ne signifie pas qutil y ait nécessairement lieu d'augmenter le diamètre du câble, ce qui augmenterait la rigidité. On peut obtenir cette augmentation de flottement en serrant davantage le cabale utilisé, c'est-à-dire en tordant le cible dans la direction de son hélice, notamment en préchargeant le câble de manière que les brins et les fils soient plus serrés c'est-à-dire de façon qu'ils adhèrent davantage les uns aux autres avec augmentation résultante du coefficient de frottement ce qui donne plus d'amortissement. La présente invention a pour objet un support antivibratoire et antichocs à cible métallique basé sur le principe décrit ci-dessus et présentant toutes les caractéristiques susmentionnées, constitué par deux corps annulaires et coaxiaux, unis entre eux par au moins deux segments de cible métallique, dont les extrémités sont solidairement ancrées perpendiculairement au plan des corps annulaires, chacun dans un des deux corpsaisdits, de telle manière que dans leur portion libre les segments de câble forment un arc de courbure variable en fonction de la longueur des segments et de la distance des ancrages dans les deux corps annulaires. Les segments de cible peuvent titre disposés de manière que leurs ancrages dans les corps annulaires déterminent des arcs parallèles les uns aux autres ou en éventail, ctest-à-dire disposés selon les rayons du centre commun aux deux corps annulaires de matière métallique ou plastique. Les segments de cible ne dépassent pas des faces opposées des corps annulaires de matière métallique ou plastique. On décrira maintenant, à titre d'exemples nullement limitatifs, quelques formes d'exécution de dispositifs élastiques antivibratoires selon l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente une vue de dessus d'une première forme-de réalisation avec des groupes de segments disposés en éventail la figure 2 est une coupe selon l'axe A-A' de la figure 1 la figure 3 représente une vue de dessus d'une deuxième -forme de réalisation comportant des groupes de segments parallèles ;; la figure 4 est un diagramme du coefficient de transmission des vibrations selon la charge P indiquée sur la figure 2 la figure 5 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 avec pré charge des segments de câble au moyen de la torsion de ces segments de câble la figure 6 représente deux éléments du type de la figure 1 bloqués entre eux en position inverse de manière à constituer un double corps la figure 7 représente un type de montage d'un double corps dans une gaine ou enveloppe ;; la figure 8 est une vue de dessus de la figure 7 la figure 9 représente une autre réalisation avec deux anneaux d'ancrage coaxiaux mais sur des plans parallèles la figure 10 est la vue de dessus de la figure 9 avec des parties en coupe qui montrent deux solutions possibles d'ancrage des câbles la figure 11 représente le dispositif de la figure 9 appliqué à-deux supports après la torsion des câbles la figure 12 représente un corps, caisson ou appareil monté sur les dispositifs de la figure 11 pour l'isoler des vibrations; la figure 13 représente un diagramme du coefficient de transmission des-vibrations pour le corps indiqué sur la figure 12 ; et la figure 14 représente une autre construction à secteurs des dispositifs décrits en référence aux figures 9 et 10. Comme on le voit d'après le dessin et en particulier d'aprè les figures 1, 2, 3 et 5, 9 et 10, deux corps annulaires 20-21 (figures 1 à 5) et 30-31 (figures 9 à 12), en métal ou en matière synthétique, sont unis entre eux exclusivement par des segments de câble métallique 22 ou 32 de sorte qu'un corps est mobile par rapport à l'autre dans toutes les directions. En fixant rigidement un des deux corps annulaires 20 et 21 à la partie vibrante de n'importe quel support 23 et l'autre à une partie convenable 24 d'un appareil à amortir, les vibrations imprimées au support 23 subissent à la sortie sur le second corps annulaire une diminution d'ampleur sensible, de sorte qu'on obtient un véritable amortissement par l'effet du frottement des fils qui composent le câble. Si on considère maintenant le diagramme de la figure 4, on voit qu'on a indiqué en abscisses les fréquences (Hz) et en ordonnées le coefficient de transmission (t), c'est-à-dire le rapport entre les amplitudes de sortie et celles d'entrée à une fréquence donnée. L'amplitude en entrée A est fixée en + 1 mm (2 millimètres au total). La courbe en trait continu 25 indique la variation du rapport des amplitudes en fonction de la variation de la fréquence pour un poids P de 1 kg appliqué au corps annulaire central 20 (figure 2). On voit que la fréquence de résonance se trouve 8 Hz environ et que le coefficient de transmission est de 3,5, c'est-à-dire qu a la fréquence de résonance l'amplitude d'entrée (2 mm) est augmentée à la sortie de 3,5 fois c'est-à-dire de 7 mm au total. -Au-delà de la fréquence de résonance après 10 Hz, l'amortissement véritable commence en atteignant des valeurs jusqu'à 98 ffi et sans harmoniques. Ce résultat est optimal. Si maintenant, ayant fixé l'une des extrémités des segments de câble 22 dans l'un des deux corps en métal ou en matiè re plastique, par exemple dans le corps 20, on imprime au câble une rotation de 150 environ dans le sens de son hélice (torsia les segments 22 se disposeront selon la figure 5 en déterminant par suite une rotation au second corps 21 lorsque la fixation est effectuée. Le diagramme de la figure 4 représente par sa courbe en trait interrompu 26 le coefficient de transmission relevé pour une même charge P (1 kg) et une mEme amplitude d'entrée (+ 1 mm avec un amortisseur identique, auquel on a imposé la torsion. Par l'effet de la torsion du câble, la rigidité est augmentée e la fréquence de résonance est donc augmentée (de 8 à 10 Hz) tandis que, par l'effet du plus grand frottement, le coefficien de transmission est diminué de 3,5 à 2 (c'est-à-dire de 7 mm à 4 mm au total). il est évident qu'en faisant varier le nombre de segments de câble qui unissent les deux corps en métal ou en matière plastique, ou leur longueur et par conséquent la courbure des segments, ou le diamètre du câble, on obtient toute une série d supports élastiques vibratoires et antichocs de grandeur variable et par conséquent aptes à supporter des poids différents. Les deux corps annulaires 20 et 21 en métal ou en matière plastique qui sont associés aux segments de câble métallique 22 se trouvent de préférence dans le meme plan (figure 2) et peuvent entre unis du coté opposé à un autre élément identique (figure 6), du c8té où les segments du câble ne sortent pas des corps, au moyen de systèmes de fixation 27 normaux de telle manière que les deux parties forment un seul corps double qui peut supporter un poids plus grand figure 6). Le support simple (figure 2) aussi bien que le support double (figure 6) peuvent titre appliqués directement aux appareillages à isoler mécaniquement des vibrations et des chocs, de même qu'ils peuvent être contenus dans une gaine ou enveloppe appropriée en métal ou en matière plastique 28 de forme convenable, de manière à constituer dans son ensemble un véritable support antivibtatoire et antichocs dans sa forme traditionnelle (figures 7 et 8). On a ainsi réalisé un support antivibratoire et antichocs à câble métallique qui travaille dans toutes les directions de sollicitation, qui a un coefficient d'amortissement très élevé, et qui, convenant pour sa forme traditionnelle, peut & re aisément appliqué aux appareillages à isoler mécaniquement. Une autre variante de la présente invention selon le mbeme principe est constituée par deux corps annulaires 30 et 31 en métal ou en matière plastique, placés parallèlement l'un à l'autre (figure 9) en étant centrés sur le même axe à une distance variable l'un de l'autre et unis par deux ou plusieurs segments de câble métallique 32, dont les extrémités 33 sont respectivement incorporées dans l'épaisseur des deux corps 30 et 31 en métal ou en matière plastique, parallèlement aux faces planes des deux corps annulaires. La partie libre des segments 32 forme un arc de courbure voulue. La figure 10 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 9 et on y a indiqué deux des moyens possibles d'ancrage du câble, l'une des extrémités 33 du segment de câble 32 peut être incorporée au corps en métal ou en matière plastique 31 tandis que l'autre est incorporée au corps en métal ou en matière plastique 30, ou bien un segment de câble continu 32 passe de part en part dans les trous 34,-l'un après l'autre, de l'un des corps, par exemple du corps 30, et est bloqué dans celui-ci, tandis que les extrémités libres sont bloquées sur l'autre corps 31. Les deux corps en métal ou en matière plastique 30 et 31 présentent deux trous diamétralement opposés 34', qui permettent de lier ces corps 31 et 30 respectivement au support 35 et à l'appareil 36 à isoler mécaniquement, en imprimant une torsion dans un sens ou dans l'autre d'un angle désiré (mime supérieur à 900) aux arcs de câble métallique dans leur partie libre, comme indiqué sur la figure 11. A longueur égale des arcs de support de cible libre, la variation de l'angle de torsion des cibles augmente ou diminue la rigidité du dispositif en augmentant ou diminuant corrélativement la fréquence de résonance et, par l'effet du frottement plus grand ou plus petit, assure une diminution ou une augmentation résultante du coefficient de transmission comme on l'a déjà indiqué. De cette façon, on a réalisé un autre type de dispositif élastique, traditionnel, basé sur le mOme principe et aussi adaptable, de la façon habituelle, aux appareils 38 (figure 12) à isoler mécaniquement. Pour faciliter les opérations de construction, les corps annulaires 30 et 31 en métal ou en matière plastique peuvent etre construits en deux-ou plusieurs secteurs associés à un ou plusieurs segments de câble métallique et successivement fixés les uns aux autres par les moyens préférés (voir figure 14). Le diagramme de la figure 13 représente la courbe du coefficient de transmission 39 d'un appareil ayant un poids P de 500 g avec une amplitude de la fréquence d'entrée de + 1 iii, monté sur quatre supports du type de la figure 1 avec une précharge correspondant à une torsion de 900. R E V E N D I s A X I O N S. 1. Dispositif antivibratoire et antichocs à câble métallique, caractérisé par le fait qu'il est constitué par deux corps annulaires et coaxiaux, unis entre eux par au moins deux segments de câble métallique, dont chacune des extrémités est solidairement ancrée, perpendiculairement au plan des corps annulaires, dans ltun des deux corps susdits, de telle manière que, dans leur portion libre, les segments de câble forment un arc de courbure variable en fonction de la longueur des segments et de la distance des ancrages dans les deux corps annulaires. 2. Dispositif antivibratoire et antichocs. selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les segments de cible métallique ancrés par leurs extrémités respectives dans les deux corps annulaires forment des arcs disposés en éventail. 3. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les segments de câble métallique ancrés par leurs extrémités respectives dans les deux corps annulaires forment des arcs radiaux distribués en groupes parallèles entre eux. 4. Dispositif antivibratoire et antichocs selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les segments de câble, avant la fixation de leurs extrémités dans les deux corps annulaires, sont soumis à une torsion. 5. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est formé par deux supports dont les corps annulaires sont accouplés par leurs faces arrière de manière à présenter les arcs de câble métallique sur les deux surfaces extérieures opposées. 6. Dispositif composite selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il est monté dans une gaine extérieure de protection et de support. 7. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux corps annulaires coaxiaux se trouvent dans le meme plan. 8. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux corps annulaires coaxiaux se trouvent dans deux plans parallèles superposés et écartés ltun de l'autre. 9. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les arcs formés par les segments de câble métallique sont pré chargés par torsion avant la fixation de leurs extrémités dans les deux corps annulaires parallèles et écartés. 10. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les corps annulaires coaxiaux sont formés par des anneaux plats. 11. Dispositif antivibratoire et antichocs selon les revendications 1 et 8, caractérisé par le fait que les corps annulaires coaxiaux sont formés par des secteurs d'un anneau. 12. Dispositif antivibratoire et antichocs selon les revendications 1 et 8, caractérisé par le fait que les deux corps annulaires coaxiaux sont en matière plastique et que les extrémités des segments de câble métallique sont noyées dans ceux-ci par fusion et/ou fusion sous pression. 13. Dispositif antivibratoire et antichocs selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux corps annulaires coaxiaux sont en métal et que les extrémités des segments de câble métallique sont incorporées par poinçonnage dans la matière du corps annulaire en se soudant ou s'amalgamant avec celui-ci.