Brevet FR2398226A1 — publié le 19790216

La presente invention concerne un amortisseur destiné a aaortir les énergies produites par le choc de deux éléments en mouvement relatif. L'amortisseur selon l'invention sert à absorber les chocs qui se pro- duisent, par exemple, en fin de course d'un pont roulant, lors de l'accouplement de deux wagons de chemin de fer ou-lorsqutun véhicule routier heurte un obstacle. Pour amortir un choc, un ressort classique n'a pas d'efficacité puisqu'il restitue en principe toute l'énergie emmagasinée. On utilise toutefois certains types de ressorts, en particulier les ressorts à anneaux bico niques,mais leur rendement est nettement inférieur à l'unité. Ces ressorts sont employés pour les tampons. On utilise aussi comme amortisseurs des amortisseurs utilisant les propriétés des matériaux elastomeres. On connatt egalement , pour absorber les energies de chocs, les amortisseurs hydrauliques. Un amortisseur hydraulique comprend géneralement un cylindre rempli dthuile dans lequel se meut un piston. Le pison, lorsque l'amortisseur se comprime, refoule l'huile dans des ajutages calibrés et munis de clapets. L'amortissement résulte de l'énergie dépensée par le laminage de l'huile. Le diaw gramme force-course presente une courbure très prononcée et le rendemento-i coefficient d'efficacité~est important. Ce type d'amortisseur a l'inconvénient d'exi- ger des usinages précis et des dispositifs d'étanchéité soignes. On a développé des amortisseurs tels que le matériau utilise soit a' la fois compressible et doué d'une viscosité variable en fonction de la contra te appliquée. La présente invention concerne un amortisseur associant un amortissement par élastomère à un amortissement hydraulique, le rendement étant particuliè- rement élevé. Ce rendement élevé est du à l'addition des effets spécifiques des deux modes d'amortissement. On obtient un rendement maximal d'autant que le rendement de l'amortissement hydraulique est améliore par réduction de la section de passage du liquide hydraulique. L'amortisseur conforme à l'invention comporte d'une part un corps formant une cavité remplie de liquide hydraulique et dont le volume est déterminé pr un élément susceptible de se comprimer et de se décomprimer, d'autre part un element en élastomère assurant, de maniere élastique, la reunion de ce corps et d'une pièce d'appui, cet élément en élastomère délimitant une cavité remplie de liquide hydraulique, les deux cavites communiquant par un conduit de faible section, et il est essentiellement caractérisé par le fait que ltélément en elasto mère est un anneau dote d'une surface extérieure et d'un alèsage formant une surface intérieure co-axiale à ladite surface extérieure, l'une de ces surfaces etant adhérisée à la pièce d'appui, l'autre surface étant adhérisée au corps de manière que l'elastomère travaille au cisaillement. Selon une caracté ristique importante de l'invention l'amortisseur comporte une aiguille qui est fixée sur la pièce d'appui, parallèlement à l'axe des surfaces de l'anneau en élastomère et qui est susceptible de péné- trer dans le conduit de faible section lorsque la pièce d'appui se rapproche du corps. Selon une autre caractéristlque de l'invention, les sections de aiguille et du conduit le long de leur axe commun sont telles que l'orifice annulaire for mé entre ladite aiguille et ledit conduit diminue lorsque la pièce d'appui se rapproche du corps. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples et représentes par les dessins annexes. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'amortisseur selon l'invention. La figure 2 est une coupe longitudinale dune variante du mode de réalisation représente sur ia figure 1. La figure3 est une coupe longitudiale d'un autre mode de réalisation de lta- mortisseur selon ltinvention. La figure 4 est un diagramme force-course illustrant le fonctionnement de l'amortisseur selon l'invention. En se référant aux figures 1 à 3 I'amortisseur comporte un corps 1 et une pièce d'appui 2 qui sont susceptibles de se déplacer relativement suivant la direction de la charge qui est appliquée. Le corps i comporte une cavité intérieure 12. Dans cette cavité est formée une chambre 5 qui est remplie d'un liquide hydraulique. Le volume de cette chambre 5 est déterminé par ltélément 3 qui peut se comprimer et se décomprimer. Cet élément 3 est constitué, par exemple, par une poche élastique dont le volume inte- rieur 4 est rempli d'un gaz tel que l'azote. La poche élastique peut avoir une forme quelconque, par exemple une forme en tore comme sur la figure 1. La poche élastique peut etre remplacée par un bloc en élastomère ayant une porosité fermée telle que les pores soient initialement remplis d'un gaz compressible, ce bloc étant logé dans la cavité 12 et étant baigné par le liquide hydraulique.Le corps 1 formant la cavité 12 dans laquelle une membrane élastique 3 sépare une chambre de liquide hydraulique et une chambre sous pression gazeuse, constitue un accumulateur oléo-pneumatique. Le corps 1 doit être suffisamment rigide pouxtésister a' la pression. Un anneau élastique 6 est monté entre le corps 1 et la pièce d'appui 2. Cet anneau élastique délimite partiellement une cavité 7 dont le volume varie lors dtun déplacement relatif du corps ou de la pièce d'appui. Le volume de la cavité diminue lorsque la pièce d'appui se rapproche du corps. La cavité est remplie du liquide hydraulique remplissant la cavité 5. La cavité 7 communique avec la cavité 5 par un conduit Il de faible section logé dans le corps 1 qui enveloppe ladite cavité 5. Ce conduit présente avantageusement un étranglement 111 pour limiter les effets des variations de viscosité du liquide hydraulique. L'anneau en élastomère 6 forme une surface extérieure 61 et son alésage 62 forme une surface coaxiale à ladite surface extérieure. Cet anneau forme par ailleurs deux faces annulaires 63 et 64. L'axe des surfaces 61 et 62 définit la direction de déplacement relatif du corps 1 et de la pièce d'appui 2. Les surfaces 61 et 62 peuvent etre des surfaces cylindriques coaxiales+ Les surfaces 61 et 62 peuvent être également des surfaces prismatiques ayant un axe commun. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2 la surface cylindrique extérieure de grand diamètre 61 est liée par adhérisatiofr è la surface intérieure métallique de la chemise 21 faisant partie de la pièce d'appui 2 qui a la forme d'une douille. La surface intérieure de petit diamètre 62 est liée par adhérisation à la surface extérieure métallique du tenonl3 fait partie du corps 1. La cavité 7 contenant le liquide hydraulique est limitée par l'anneau en élastomère, par le tenon 13 et par la pièce d'appui 2. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la surface cylindrique extérieure de grand diamètre 61 est liée par adhérisation à la surface intérieure mé- tallique de la chemise4 faisant partie du corps 1. La surface intérieure de petit diamètre 62 est liée par adhérisation à la surfacextérieure métallique d'un tenon22 faisant partie de la pièce d'appui 2. La cavité 7 est limitée par l'anneau en élastomère, par le tenon 22 et par le corps 1. Le corps 1 et la pièce d'appui 2 sont des pièces rigides et métalliques et les surfaces 61 et 62 de l'anneau sont liées à ces pièces par le procédé bien connu de l'adhérisation. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les faces annulaires 63 et 64 sont des troncs de cône dont les grandes bases sont situées du côté de la pièce d'appui 2. Dans le mode de réalisation de la figure 2, une des faces, repérée 64, est plane, l'autre face, repérée 63, étant tronconique. Dans le mode de réalisation de la figure 3 > les faces 63 et 64 sont des troncs de cône dont les grandes bases sont situées vers le corps 1. Une aiguille 8 est fixée sur-la pièce d'appui 2 parallèlement à ltaxe des surfaces 61 et 62 et coaxialement ê l'axe du conduit 11. Cette aiguille est logée dans la cavité 7 limitée par l'anneau en élastomère 6. Elle est susceptible de pénétrer dans le conduit lorsque la pièce d'appui se rapproche du corps 1. Les sections droites de l'aiguille 8 et du conduit, le long de leur axe commun, sont telles que l'orifice annulaire formé entre ladite aiguille et ledit conduit diminue lorsque la pièce d'appui 2 se rapproche du corps 1 et vice versa. Dans les modes de réalisation qui sont représentés, le conduit Il présente un étranglement tandis que l'aiguille a une forme tronconique.La section droite de l'aiguille diminue dans le sens allant de la pièce d'appui 2 au corps 1, ctest-à-dire vers le conduit. L extrémité libre de l'aiguille peut être conique, le conduit 11, du côté de la chambre 7, étant alors doté d'un étranglement avec entrée convergente conique. Les chemises 21 et 14 assurent le guidage relatif du corps et de la pièce d'appui. Le fonctionnement de l'amortisseur va maintenant être expliqué ci-dessous. En position de repos, la cavité 7 a le volume maximum, la cavité 5 a le volume minimum, l'élément 3 n'étant pas comprimé. Dès que la pièce d'appui et le corps 1 se rapprochent sous l'effet d'un effort, l'anneau en élastomère 6- est sollicité en direction axiale et travaille au cisaillement. Le liquide hydraulique contenu dans la cavité 7 est mis sous pression et s'écoule, par le conduit 11 > vers la chambre 5 en comprimant la poche élastique 3. La contrainte de l'anneau élastique 6 augmente en fonction de l'écrasement de l'amortisseur (courbe A du diagramme force-course de la figure 4). Au début de ltécrasement, l'amortissement hydraulique est important puis diminus au fur et a mesure que ltécrasement augmente et que la vitesse diminue (courbe B du diagramme de la figure 4).L'aiguille 8 réduit l'orifice annulaire du passage du liquide hydraulique lorsque la vitesse de choc diminue et l'amor- tissement hydraulique est donc plus fort avec l'aiguille (courbe C du diagramme de la figure 4) que sans aiguille. L'amortissement total résulte de la combinaison de ces amortissements. Lors de la décompression, lorsque la pièce d'appui 2 et le corps 1 s'éloignent l'un par rapport å ltautre, l'anneau 6 se décomprime et le volume de la cavité 7 augmente. Le liquide hydraulique passe de la chambre 5 à la cavité 7 sous l'action de la poche élastique 3. Bien entendu, l'invention n'est pas strictement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemple, mais elle couvre également les realisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents. REVEKDICATIONS 1.- Amortisseur comportant d'une part un corps formant une cavité remplie de liquide hydraulique et dont le volume est déterminé par un élément susceptible de se comprimer et de se décomprimer, dtautre part un élément en élastomère assurant de manière élastique la réunion de ce corps et d'une pièce d'appui, cet élément en élastomère délimitant une cavité remplie de liquide hydraulique, les deux cavités communiquant par un conduit de faible section, caractérisé par le fait que l'élément en élastomère est un anneau doté d'une surface extérieure et d'un alésage formant une surface intérieure et coaxiale à ladite surface extérieurea l'une de ces surfaces étant adhérisée à pièce d'appui, l2autre surface étant adhérisée au corps de manière que l'élastomère travaille au cisaillement. 2.- Amortisseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte une aiguille fixée- sur la pièce d'appui, parallèlement è l'axe des surfaces cylindriques de l'anneau en élastomère et susceptible de pénétrer dans le conduit de faible section de manière que l'orifice annulaire formé entre ladite aiguille et ledit conduit diminue lorsque la pièce mobile se rapproche du corps. 3.- Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le conduit présente un étranglement et que l'aiguille diminue de section dans le sens allant vers le conduit. 4.- Amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentesa caractérisé par le fait que la surface intérieure est solidaire d'un tenon faisant partie du corps et que la surface extérieure est solidaire de l'intérieur d'une douille formant la pièce d'appui et formant, avec ltélastomère et le tenon, l'une des cavités. 5.- ksortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 è 3, caractérisé par le fait que la surface intérieure est solidaire d'un tenon faisant partie de la pièce d'appui et que la surface extérieure est solidaire de l'intérieur d'une chemise faisant partie du corps. 6.- Amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les surfaces, extérieure et intérieure, sont cylindriques. 7.- Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 è 5, caractérisé par le fait que les surfaces, intérieure et extérieure, sont prismatiques. 8.- Amortisseur selon Itune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément susceptible de se comprimer et de se de- comprimer est constitué par une poche élastique remplie de gaz. 9.- Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'élément susceptible de se comprimer et de se décomprimer est un bloc en élastomère ayant une p > osité fermée.