Brevet FR2238870A1 — publié le 19750221

La présente invention est relative à l amortissea ment des vibrations et, plus particulièrement, å un dispositif propre A supporter des appareils ou des machines selon un mode d'isolement antivibrations. En règle générale, lorsque des appareils ou machines requérant un amortissement des vibrations se trouvent supportés selon un mode d'isolement anfivibrations, des amortisseurs de vibrations sont disposés en trois points au moins sur un plan commun, lesdits amortisseurs de vibrations formant un tout qui, à son tour, constitue un seul et mame système d'amortissement des vibrations.Toutefois, lorsqu'il s'agit de supporter des appareils ou machines d'un poids relativement léger (à savoir au-dessous de 200 kg environ), par exemple des électrophones, des appareils de traçage ou de mesure et analogues, de tels systèmes d'amortissement des vibrations prE- sentent habtuellement une surcapacité de charge, ce qui cons titue un gaspillage du oint de vue de l'encombrement et des colts. En conséquence, llobJetFrincipal de la présente invention consiste à fournir un dispositif d'amortissement des vibrations d'un type nouveau et perfectionné pour supporter une charge, ledit dispositif ayant pour avantage un cobt et des dimensions relativement faibles. Un objet plus spécifique de la présente invention consiste à fournir un système d'amortissement des vibrations pour supporter des appareils et des machines d'un poids relativement léger, ledit système constituant un seul et mgme dis positif amortisseur de vibrations. Un autre objet spécifique de la présente invention consiste A fournir un système d'amortissement des vibrations pour supporter une charge, ledit système étant constitué par un seul et mQme dispositif d'amortissement qui est conçu de manière à assurer un amortissement satisfaisant des vibrations, même lorsque la charge est disposée de façon excentrique par rapport à l'axe vertical du dispositif amortisseur. A cet effet, il est prévu un dispositif amortis- seur des vibrations du type & support pneumatique comportant un corps cylindrique, un élément de support de charge dont l'une des extrémités est disposée dans ledit corps cylindrique, ainsi qu'un dispositif de soufflet qui est monté dans le corps cylindrique et qui soutient l'élément de support de charge, ledit dispositif de soufflet et le corps cylindrique coopérant pour ménager une chambre étanche au gaz qui est misse sous pression avec de l'air ou tout autre gaz0 Un contrepoids peut titre fixé à l'élément de support de charge afin d'abaisser le centre de gravité de la charge, moyennant quoi l'on peut obtenir un support d'amortissement équilibré en permanence. les autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront plus clairement au cours de la description détaillée qui suit, laquelle est faite en référence à certains modes de réalisation préférentiels de l'invention, le tout conjointement au dessin ci-annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe verticale deun mode de réalisation préférentiel de l'amortisseur de vibrations conforme à l'invention la figure 2 est une vue en plan de l'un des élé ment s constitutifs du dispositif amortisseur représenté sur la figure 1 les figures 3A et 3B sont des vues en coupe de l'élément représenté sur la figure 2 la figure 4 est une vue en coupe verticale deun deuxième mode de réalisation de l'amortisseur de vibrations conforme à l'invention. I1 convient de signaler que les références identiques sur toutes les figures désignent des parties identiques0 En référence tout d'abord à la figure 1, on peut voir que le dispositif amortisseur de vibrations comporte un corps cylindrique 2 dont l'extrémité supérieure est ouverte et dont l'extrémité inférieure est obturée par une paroi terminale 4.Le corps 2 est pourvu sur sa paroi latérale de deuKadmis- sions 6 et 8 et de raccords de flexibles 10 et 12 pour relier les admissions précitées à des sources d'air comprimé A lein- térieur du corps cylindrique 2 sont montés deux dispositifs de soufflet (qui sont décrits ci-dessous), lesquels soutiennent un dispositif de support de charge 14. Ce dernier est constitué par une colonne ou tube creux cylindrique 16 supportant a' son extrémité supérieure une plaque d'appui 18 pour la charger l'un des dispositifs de soufflet précités est situé à proximité de l'extrémité supérieure du corps 2, étant constitué par deux bagues extérieures mutuellement alignées 20 et 22 qui sont fi xées à la surface intérieure du corps 2 par deux bagues inté rieures mutuellement alignées 24 et 26 qui entourent le tube 16 tout en étant assujetties à ce dernier, ainsi que par un souf-, flet annulaire élastique 28A dont le bord extérieur se trouve serré entre les bagues 20 et 22 et le bord intérieur entre les bagues 24 et 26, 9es moyens appropriés tels que des vis, des rivets ou tout autre produit de scellement sont utilisés pour assurer la fixation des bagues 20, 22 et 24, 26 les unes aux autres ainsi qu'au soufflet 28Ae Le soufflet 28k est conformé ainsi qu'il est représenté, comportant de préférence une mince toile tissée ou texture en matière plastique de nature flexible qui est imprégnée et revêtue de caoutchouc ou tout autre élas tomère, de façon qu'il soit rendu imperméable à l'air ou à tout autre gaz utilisé pour mettre sous pression le corps cylindri ;que 2.La toile ou texture en question fait office d'élément de renforcement destiné à empêcher que le soufflet ne puisse se distendre, tandis que le revêtement de caoutchouc le rend im perméable au gaz et lui confère la souplesse requise, Le mode de réalisation précis du soufflet 28A et des autres soufflets décrits ci-après ne fait pas partie de l'invention, étant bien entendu que diverses formes de soufflets peuvent être utilisées, C'est ainsi par exemple que le soufflet 28A peut comporter deux ou plusieurs circonvolutions concentriques.Le deuxième disposi tif de soufflet est constitué par deux bagues extérieures ana logues 20 et 22 qui sont fixées au corps 2, un soufflet 28B , une plaque 30 qui est fixée à l'extrémité du tube 16 et un cons trepoids 320 Le soufflet 28B est identique au soufflet 28A, à la réserve du fait qu'il est enroulé en sens opposé, ainsi qu'il est représenté. Le. bord extérieur du soufflet 2S3 se trouve serré entre les bagues 20 et 22, cependant que son bord inteX rieur se trouve serré entre la plaque 30 et le contrepoids 320 Les bagues 20,22, la plaque 30 et le contrepoids 32 se trouvent mutuellement assujettis ai soufflet 28B au moyen de vis,de rivets, d'un produit de scellement ou tout autre dispositif appropriée Le contrepoids 32 est pourvu d'un passage ou conduit 34 qui débouche à l'intérieur du corps cylindrique 2 et qui communique avec l'intérieur du tube 16 par l'intermédiaire d'un trou ménagé dans la plaque 30. I1 convient de remarquer que le dispositif de soufflet inférieur est disposé entre les admissions 6 et 8, de sorte que les deux soufflets séparent effectivement le corps cylindrique 2 en deux chambres-36A et 36B, le passage 34 débouchant dans la chambre 36B, En pratique, le tube 14 est disposé de façon coaxial.e dans le coeps 2, la plaque de support 18 étant de préférence réalisée de telle façon quelle présente un diamètre au moins égal à celui du corps cylindrique 2. Dans une installation type, le corps 2 est fixé ou disposé au-dessus d'une embase fixe 38 pouvant etre constituée, par exemple, par un plancher, une plaque de montage ou un chassies, l'appareil ou machine à supporter reposant au-dessus de, et étant habituellement fixé à la plaque de support 18. Aux fins d'illustration, la charge supportée par le dispositif amortisseur de vibrations est représentée par la référence 40 sur la figure 1, cependant que le contrepoids 42 désigne une charge excentrique de nature statique ou dynamique qui est appliquée audit dispositif amortisseur. Un dispositif amortisseur réalisé selon la description qui précède est capable de supporter un appareil 40 en assurant son isolement à l'encontre des vibrations s'exerçant tant dans le sens vertical que dans le sens horizontal. Les pressions régnant dans les deux chambres 56A et 36B sont réglées en fonction du poids de l'appareil à supporter, les soufflets 28A et 28B ainsi que les colonnes d'air les supportant agissant comme des ressorts pneumatiques.En outre, si une charge excentrique 42 est appliquée au dispositif amortisseur, de manière à produire un moment qui a tendance à faire basculer le dispositif de support de charge 14, deux types de forces de réaction sont automatiquement mises en jeu, lesquelles s'opposent au moment en question, empêchant de la sorte toute inclinaison du dispositif de support de charge 14. I1 en résulte que l'appareil se trouve supporté en permanence dans un état d'équilibre exempt de toutes vibrations. Les forces de réaction s'opposant au moment de rupture d'équilibre sont supportées par les deux soufflets. On va maintenant passer à la description de ce phénomène En référence aux figures 3k et 33, on peut voir que si une force horizontale est appliquée à l'un ou l'autre des soufflets de la droite vers la gauche, la boucle du soufflet passe de l'état représenté sur la figure 3A à l'état représenté sur la figure 3B, c'est-à-dire qu'un déplacement horizontal en forme d'onde est engendré, moyennant quoi la boucle a tendance à s'étaler et à s'affaisser sur le c8té droit par rapport à l'axe central, et à se rétrécir et à augmenter de hauteur sur le côté gauche. La force de réaction ho rizontale pour le déplacement & peut Qtre exprimée par léqua tion suivante où D représente le diamètre effectif du soufflet à l'état non chargé et p la pression de l'air comprimé agissant sur le soufflet. Toutefois, il existe également une force de cisaillement c de la matière constitutive du soufflet.La force de réaction peut donc s'exprimer comme suit En conséquence, le moment M1 de la force de réaction tel qu'engendré par les déplacements horizontaux respectifs ,Çî et g2 des deux soufflets et leurs forces de cisaillement respectives al et a2 peut s'exprimer par la fonction suivante : où P1 nla pression atmosphérique dans la chambre 36k P2 = la pression atmosphérique dans la chambre 36B , 11 = la distance entre les soufflets 28A et 28B. Le moment M1 de la force de réaction peut être augmenté par accroissement de D, P2' - P2 - P1' alt a22 et 11 , mais il existe une limite pour D, alt et a2 du fait qu il dépendent de la dimension et de la rigidité des deux soufflets. En conséquence, dans la pratique le moment M1 de la force de réaction est ajusté en modifiant de façon appropriée P22 P2 -P1' et/ou 11. M1 a donc un rapport proportionnel direct avec p2 p2 'iF1' et lî Par ailleurs, une force de réaction séparée s'opposant au moment de rupture d'équilibre d'une charge excentrique ou de n'importe quelle force horizontale appliquée au soufflet est fournie par'le contrepoids 32 qui sert à abaisser le centre de gravité effectif du dispositif de support de charge 14 et de la charge 40 constituée par l'appareil. Le contrepoids 32 est calculé de manière à abaisser le centre de gravité aussi bas que possible dans les limites d'encombrement du dispositif amortisseur.Dans le cas où le dispositif amortisseur utilise un contrepoids 32, un moment de la force de réaction s' opposant au moment de rupture d'équilibre d'une charge excentrique se produit lequel s'exprime par la fonction suivante M2 = 2 (W, 12) où W = le poids du dispositif de support de charge 14 et de l'appareil qu'il supporte, 12 = la distance entre la plaque de support 18 et le centre de gravité de W. le moment M2 présente un rapport proportionnel direct avec W et i2 . I1 est de la sorte possible d'accroître le moment M2 de la force de réaction qui s' op- pose à la charge excentrique en accroissant W et 12 ainsi que le poids du contrepoids 32 dans les limites de capacité de charge du soufflet. La marge admissible de W est la suivante La présente invention permet de supporter un article ou un appareil sur un seul et même point de support de charge, à savoir un seul dispositif amortisseur de vibrations tel que réalisé selon les principes décrits cidessus. En outre, le dispositif amortisseur de l'invention assure l'obtention d'un support équilibré d'isolement antivibrations, mtme lorsque l'appareil supporté se présente sous forme d'une charge excentrique pour le dispositif de support de charge 14. Le moment de rupture d'équilibre résultant d'une charge excentrique ou de l'application de n'importe quelle force horizontale se trouve compensé par les moments de forces de réaction engendrés par suite (a) de l'installation de deux soufflets mutuellement espacés destinés à soutenir le dispositif de support de charge et (b) l'installation du contrepoids qui abaisse le centre de gravité du dispositif de support de charge et de l'appareil qu'il supporte.En d'autres termes, la tendance d'une charge excentrique à produire un moment de rupture d'équilibre qui entrasse l'inclinaison du dis-positif de support de charge 14 se trouve contrebalancée par les deux soufflets ainsi que par l'abaissement du centre de gravité au moyen du contrepoids fixé à l'extrémité inférieure dudit dispositif de support de charge. Une variante de réalisation de l'amortisseur de vibrations de la présente invention se trouve représentée sur la figure 4 Dans le cas présent, le dispositif de support de charge 14A est constitué par une tige pleine 50 en lieu et place du tube creux 16, cependant que le contrepoids 32A est également plein et ne comporte aucun passage 34. Par ailleurs, un soufflet supplémentaire 28C est interposé entre les soufflets 28a et 28B, moyennant quoi le dispositif de support de charge 14A se trouve supporté non pas en deux mais en trois points espacés dans le sens verticalstroia chambres pneumatiques 36A, 363 et 36C étant ménagées dans le. corps cylindrique 2. Bien que non représenté, il doit.être bien entendu que chaque chambre pneumatique peut être pourvue de sa propre admission,. similaire aux admissions d'air 6 et 8, qui est destinée à-permettre la liaison avec une source d'air sous pression Alternativement, et ceci s'applique tout aussi bien au mode de réalisation représenté sur la figure 1, chaque chambre pneumatique peut être initialement mise sous pression à un niveau approprié, après quoi son admission peut être hermétiquement obturée de façon qu'elle demeure en permanence sous pression.Une autre caractéristique réside dans llinstal- lation de plusieurs contrepoids auxiliaires-52 qui sont fixés sur le pourtour de la plaque de support 18 Les contrepoids 52 sont espacés symétriquement sur le pourtour de la plaque de support 18. Alternativement, les contrepoids 52 peuvent autre remplacés par un seul contrepoids tubulaire fixé à la plaque 18 En tout état de cause, chaque contrepoids 52 se prolonge le long du bord exttrieur du corps cylindrique 2 sur une distance suffisante que pour pouvoir abaisser le centre de. gravité du dispositif de support de charge 14 et de lgapparei' qu'il 8upporte, Ainsi qu il est représenté, les contrepoids 52 s'étendent de préférénce au-dessous du soufflet 28B4 Comme dans le mode de réalisation préférentiel de la figure 1, le poids des contrepoids 52 est réglé de manière à abaisser autant que possible le centre de gravité, sans dépasser la capacité de charge des soufflets sous pression installés dans les diverses chambres pneumatiques0 -Bien.entendu, outre l'air on peut utiliser tout autre gaz approprié pour mettre sous pression les dispositifs amortisseurs de vibrations illustrés sur les figures 1 et 4e Il va de soi que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre illustratif et non limitatif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la. présente invention tel que défini dans les revendications ci-annexées REVENDICATIONs' 1. Amortisseur de vibrations pour support de charges caractérisé par le fait qu'il comporte un corps, un dispositif de support de charge qui comprend un élément allongé s t étendant à l'intérieur dudit corps et un élément de support de charge qui est soutenu par ledit élément allongé et qui est disposé à l'extérieur dudit corps, deux soufflets au moins qui sont disposés à l'intérieur dudit corps et fixés à ce dernier, lesdits soufflets étant espacés de fa çon appropriée le long dudit corps, ainsi qu'un moyen reliant lesdits soufflets audit élément allongé en des points mutuellement espacés, les soufflets, le corps et l'élément allongé précités agissant conjointement pour ménager deux chambres au moins à l'intérieur dudit corps, moyennant quoi un gaz compri-mé peut être envoyé dans lesdites chambres afin d'obtenir des pressions de gaz agissant sur lesdits soufflets en vue de s'opposer au déplacement du dispositif de support de charge précité 2 Amortisseur de vibrations suivant la revendication 1, dans lequel ledit élément de support de charge est constitué par une plaque qui s1 étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal dudit élément allongé. 3. Amotisseur de vibrations suivant la revendication 1, dans lequel ledit corps comporte une admission de gaz débouchant dans l'une au moins des chambres précitées. 4. Amortisseur de vibrations suiu vant la revendication 3, dans lequel 'ledit corps comporte une admission de gaz débouchant dans chacune des chambres préci tées. 5. Amortisseur de vibrations suivant la revendication 1, dans lequel ledit élément de support de charge est fixé à l'une des extrémités dudit élément allongé. 6. Amortisseur de vibrations suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un contrepoids qui est fixé à l'extrémité opposée dudit élément allongé, de façon que le centre de gravité du dispositif de support de charge soit fortement abaissé à l'intérieur du corps précité, 7. Amortisseur de vibrations suivant la revendication ls dans lequel ledit élément allongé est creux, un passage reliant l'intérieur dudit élément allongé à l'une des chambres précitées. 8. Système d'amortissement des vibrations propre à supporter un appareil , caractérisé par le fait qu'il comporte un ou plusieurs amortisseurs de vibrations pour support de charge conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.