Brevet FR2356847A1 — publié le 19780127

La présente invention, dûe à la collaboration de Messieurs Robert LE SALVER et Dominique POUPART, concerne les dispositifs amortisseurs destinés à relier à un support rigide un organe ou ensemble vibrant sur lequel s'exercent des excitations de différentes natures. Une application peut être trouvée notamment, dans un véhicule, pour la suspension élastique d'un moteur thermique par rapport à la structure. Sur un véhicule automobile, les cales élastiques utilisées pour la suspension du moteur ont pour rôle principal de filtrer les vibrations dûtes aux imperfections d'équilibrage du moteur. A ce titre, les cales doivent présenter une grande souplesse. Malheureusement, cette grande souplesse conduit à une détérioration importante du confort sous l'effet des trépidations à basse fréquence, provenant de la route, et qui sont transmises du fait d'un amortissement insuffisant. C'est pourquoi on a déjà proposé d'associer une cale élastique souple à un amortisseur, mais ces solutions sont coûteuses et inefficaces pour amortir des oscillations de faible amplitude, du fait des frottements mécaniques dans les amortisseurs.De plus,l'implantation des amortisseurs peut être particulièrement difficile dans le volume exigu d'un compartiment moteur. Des solutions plus intéressantes consistent à incorporer à la cale elle-m & e un moyen d'amortissement hydraulique en utilisant les déformations du support lui-même pour déplacer un liquide à travers un orifice calibré. Cependant, même ces solutions ne sont pas parfaitement satisfaisantes et ne prennent pas suffisamment en compte l'existence de vibrations d'amplitude différentes. L'invention se propose de réaliser un dispositif amortisseur qui présente une raideur différentielle, en fonction de l'amplitude des vibrations auquel il est soumis, tout en étant de construction simple et d'un fonctionnement très fiable. Ce résultat est obtenu dans un dispositif amortisseur comprenant ume première et une deuxième chambres délimitant un volume étanche et séparées par une cloison rigide munie d'au moins un orifice calibré, la première chambre et au moins une partie de la deuxième étant remplies d'un liquide incompressible, caractérisé - en ce qu'au moins une partie de la cloison rigide est montée libre de se déplacer sur une distance prédéterminée suivant une direction à peu près perpendiculaire à son plan moyen. Dans une construction préférée, le dispositif amortisseur est une cale élastique comprenant un bloc en élastomère déformable fixé sur des armatures et qui délimite la première chambre. Suiyant un mode de réalisation,la deuxième chambre est délimitée par des parois rigides et elle est partiellement remplie de gaz. Suivant un autre mode de réalisation, la deuxième chambre est délimitée, au moins en partie, par une paroi élastique et elle peut alors être totalement remplie de liquide. La description qui suit montre différents exemples de réalisation, en référence aux dessins joints dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe à travers une cale élastique selon l'invention -les Fig. 2 et 3 sont des vues partielles de variantes de réa lisation - la Fizg. 4 est une vue en coupe d'une cale selon l'invention, associée à une biellette. La cale élastique représentée à la Fig. 1 comprend un bloc en élastomère 1, adhérisé sur deux armatures 2, 3. Le bloc 1 délimite une première chambre 4 qui débouche dans une ouverture 5 de learmaRre 3. Une contre plaque 6 est sertie sur l'armature 3 par les bords 7 d'un bouchon rigide 8 qui délimite une deuxième chambre 9. Un joint 10 assure l'étanchéité vis à vis de l'extérieur, au niveau du sertissage. La contre plaque 6 présente une ouverture 11 qui correspond à l'ouverture 5 de l'armature 3. Un lamage 12, concentrique à l'ouverture 11, est ménagé sur la contre plaque 6 , du coté de l'armature 3 pour délimiter un logement et recevoir une plaquette 13. Cette plaquette 13 est fine et légère mais rigide. Elle peut Btre réalisée, par exemple, en aluminium ou en plastique dur. Son épaisseur est inférieure à la hauteur h du lamage 12,le jeu étant au moins égal à l'amplitude des déplacements relatifs qui lui sont imposés par les vibrations à filtrer.Ce jeu peut, dans l'application envisagée hêtre de l'ordre de quelques dixièmes de mm, étant entendu cependant que sa valeur dépend, notamment, de la nature de l'élastomère utilisé pour constituer le bloc 1. Un orifice calibré 14, ménagé dans la plaquette 13 assure une communication permanente entre les deux chambres 4 et 9. Sur le bouchon 8 est soudée une plaque 15 sur laquelle on fixe l'organe générateur de vibrations,par exemple un moteur, non représenté, de véhicule automobile. Sur l'armature 2 est fixée une vis creuse 16 comportant un dispositif 16a de remplissage et d'obturation. Cette vis 16 est utilisée pour la fixation de la cale sur un support rigide, par exemple la structure, non représentée, d'un véhicule automobile. De préférence, une ou plusieurs bagues métalliques 17 sont adhérisées extérieurement sur le bloc 1. Le dispositif amortisseur ainsi constitué est partiellement rempli d'un volume déterminé de liquide qui est introduit en comprimant sous une pression de plusieurs bars l'air contenu initialement dans les chambres 4 et 9. Le volume de liquide introduit est tel qu'en position d'utilisation, la plaquette 13 baigne entièrement dans le liquide, l'air se trouvant alors dans la partie supérieure de la deuxième chambre 9. La cale qui vient d'être décrite fonctionne de la façon sui vante: Pour les vibrations provenant du moteur, qui sont de très faible amplitude (de l'ordre de + O > lmm) et de fréquence relativement élevée (supérieure à 30 Hz), le déplacement de la plaquette 13 à peu près perpendiculairement à son plan moyen compense les déformations du bloc en élastomère 1 et la variation de volume de la chambre 4, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas de transfert de liquide d'une chambre à l'autre. La raideur de la cale est alors très faible, ce qui assure un excellent filtrage. Sous l'effet des trépidations provenant des inégalités de la route, d'une fréquence de l'ordre de 10 à 15'Hz, l'amplitude des mouvements relatifs (supérieure à 0, 5 mm environ) provoque des déformations du bloc 1 qui ne peuvent plus entre compensées par le jeu de la plaquette 13 dans son logement. Dès que la plaquette 13 est en butée, la cale se comporte pratiquement comme si le bloc en élastomère était massif, la chambre 4 n'existant pas, ce qui accroft très fortement sa raideur. Dans ce cas, le freinage du liquide à travers l'orifice 14 apporte un amortissement bénéfique pour l'atténuation du mouvement relatif. Le rapport entre les raideurs correspondant aux deux types de sollicitations précitées, que l'on veut le plus élevé possible, est augmenté par la présence des bagues 17 dont le rôle est de reporter vers la chambre 4 les déformations subies par le bloc en élastomère. Enfin, pour des déformations très lentes, à fréquence inférieure à 1 Hz, l'orifice 14 assure un rééquilibrage instantané des pres sions entre les deux chambres 4 et 9, la raideur de la cale restant faible quelle que soit l'amplitude de la déformation. La cale représentée partiellement à la Fig. 2 ne diffère de la précédente que par la présence de deux bagues toriques 18, de faible raideur, disposées de part et d'autre de la plaquette 13. Dans ce cas, la communication entre les deux chambres 4 et 9 n'est assurée que par l'orifice 14, donc par un passage de section parfaitement précise, et l'on élimine les bruits pouvant provenir d'un contact métal-métal. Dans la variante représentée partiellement à la Fig. 3, la plaquette 13a est adhérisée au centre d'une membrane souple 19 serrée sur son pourtour entre l'armature 3a et la contre plaque 6a. Ces deux pièces ont une section en A et délimitent un logement 12a de dimensions plus importantes que dans les exemples précédents, la distance séparant les faces en regard de l'armature et de la contreplaque étant choisie pour offrir un jeu suffisant aux débattements de la plaquette 1 3a Cette variante fonctionne comme les précédentes. Sur la Fig. 4, on a représenté une cale selon l'invention, associée à une biellette 20 qui peut entre, par exemple, une biellette de liaison entre un moteur de véhicule et la caisse. Dans cette application, la cale comprend un manchon élas- tique 21 adhérisé sur une armature intérieure 22 et une armature extérieure 23. L'armature extérieure se prolonge, d'un côté, par une partie cylindrique 24 et un flasque 25 et, de l'autre côté, par un flasque 26 qui sert à la fixation sur un support rigide, par exemple la caisse, non représentée, d'un véhicule automobile. L'armature 23 et le manchon 21 délimitent une première chambre 27 fermée par une membrane souple 28 au centre de laquelle est adhérisée une plaquette rigide 29 percée d'un orifice calibré 30. Une troisième armature 31, adhérisée sur un disque 32 en élastomère, comporte un flasque 33 dont les bords 34 sont sertis sur le flasque 25 en serrant en même temps la membrane souple 28. Le disque 32, l'armature 31 et la membrane 28 délimitent une deuxième chambre 35 Après sertissage, il subsiste entre la plaquette 29 et les flasques 25 et 33 un jeu au moins égal à l'amplitude des déplacements relatifs imposés à la plaquette par les vibrations à filtrer. De part et d'autre de l'armature centrale 22 sont disposées des rondelles 36 qui coopèrent avec des butées 37 de limitation du débattement. Les chambres 27 et 35 sont totalement remplies de liquide sous pression, gracie à un dispositif de remplissage 38 et un dispositif de purge 39, ce qui permet d'utiliser la cale, donc la biellette, suivant n'importe quelle orientation. Sur l'armature centrale 22 est fixée une extrémité de la biellette 20 dont l'autre extrémité est fixée au moyen d'une articulation élastique 40 sur une partie du moteur, non représenté, d'un véhicule. Le fonctionnement et les avantages de la cale associée à la biellette 20 sont les mêmes que pour la cale des premiers exemples décrits. - RE.VENDICATIONS - 1 - Dispositif amortisseur, comprenant une première et une deuxième chambres délimitant un volume étanche, séparées par une cloison rigide munie d'au moins un orifice calibré,la première chambre et au moins une partie de la deuxième étant remplies d'un liquide incompressible, caractérisée en ce qu'au moins une partie (13; 29) de la cloison rigide est montée libre de se déplacer sur une distance prédéterminée suivant une direction à peu près perpendiculaire à son plan moyen. 2 - Dispositif amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première chambre (4) est délimitée en partie par un bloc (ll d'un matériau déformable élastiquement, fixé entre deux armatures (2, 3) reliées respectivement à un support et à un organe ou un sous-ensemble suspendu. 3 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième chambre (9) est délimitée par des parois rigides et elle est partiellement remplie de gaz. 4 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième chambre (35) est délimitée au moins en partie, par une paroi élastique (32). 5 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cloison séparant les deux chambres (4,9) comprend une plaquette rigide (13) montée dans un logement (12) dont la profondeur est légèrement supérieure à 1U.paisseur de la plaquette. 6 - Dispositif amortisseur suivant la revendication 5, caractéri- sé en ce que des garnitures d'étanchéité (18) sont disposées entreles deux faces de la plaquette (13) et les surfaces adjacentes de son logement. 7.- Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cloison comprend une plaquette rigide (13a ) portée par une membrane salle (19) fixée par sa périphérie sur une armature. 8 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des reven a dications 1 à 7, caractérisé en ce que la cloison mobile (13 ; 13- ) est placée a a entre une plaque d'armature ( 3 ; 3au ) et une contre plaque (6 6au ) rendues solidaires l'une de l'autre, la plaque et la contre plaque comportanttchboune une ouverture en face de ladite cloison (13 13- ). ; 9 - Dispositif amortisseur suivant la revendication 4, ca caractérisé en ce qu'il comprend deux armatures concentriques (22 ; 23) séparées par un manchon (21) en élastomère, ce manchon et l'armature externe (23) délimitant en partie la première chambre (27), et une troisième armature (31), fixée sur l'armature externe et portant un bloc d'élastomère (32) en délimitant avec lui la deuxième chambre, la cloison mobile (29) étant placée entre l'armature externe (23) et la troisième armature (31). 10 - Dispositif amortisseur suivant la revendication 9,ca ractérisé en ce que l'armature interne (22) porte deux rondelles (36) qui coopèrent avec des butées (37) prévues sur le manchon (21) en élastomère. 11 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que l'armature interne (22) et la troisième armature (31) sont munies de moyens de remplissage (38) et. de purge (39). 12 - Dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'une biellette (20) est fixée sur ltarma ture interne (22). 13 - Application d'un dispositif amortisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12 à la suspension d'un moteur dans un véhicule automobile.