Brevet FR2500555A1 — publié le 19820827

Perfectionnements anportés aux amortisseurs hydrauli- ques. L'invention est relative aux dispositifs desti- nés à amortir les déplacements relatifs de deux élé- ments rigides en mettant en oeuvre l'étranglement d'un liquide dans un passage calibré ou analogue. Elle vise plus particulièrement, parmi ces dis- positifs, ceux qui comprennent un boltier étanche cons- titué par deux pièces rigides solidarisables respecti- vement avec les deux éléments rigides en question et réunies entre elles de façon étanche par un organe annulaire en caoutchouc ou élastomère, une cloison évi- dée par le passage calibré divisant en deux comparti- ments l'intérieur de ce boitier et une masse liquide remplissant celui, des deux compartiments, qui est délimité partiellement par l'organe en élastomère, et au moins la portion du second compartiment qui est con- tiguë à la cloison. Avec tntel amortisseur, une sollicitation exercée sur l'un des deux éléments rigides en direction de l'autre se traduit par un déplacement relatif des deux pièces rigides avec déformation de l'organe en élasto- mère intermédiaire et donc modification du volume inté- rieur du premier compartiment et refoulement du liquide de l'un des deux compartiments vers l'autre à travers le passage calibré: l'étranglement de ce liquide à travers ce passage a pour effet d'amortir le déplace- ment relatif en question. Dans de tels amortisseurs, il est avantageux que les rapprochements mutuels des deux éléments rigides se traduisent par des réductions dimensionnelles à la fois axiales et transversales du premier compartiment de façon que le volume de liquide alors refoulé de ce com- partiment vers l'autre à travers le passage calibré soit relativement important: les écartements relatifs des éléments rigides se traduisent alors bien entendu par des écoulements également importants de liquide à travers le nassage calibré en sens inverse du précédent. Or, dans les modes de réalisation connus des amortisseurs du genre en question, l'organe élastomère est constitué soit par une bague relativement épaisse travaillant à 'La compression axiale, c'est-à-dire sujet- te à des déformations transversales relativement faibles, soit par une gaine tubulaire cylindrique ou tronconique, peur laq1uelle tout raccourcissement axial, accompagné d'une -s.;pesu inteCre d liquide, se traduit par un - JlwuriD-me.s rou moins régulier: un r'e3 gc st csntreire à l'effet recherché puis- -D Z, m'.s- -x du premier compartiment sont alors compr--s et ï - Llisés au moins en partie par des dilatations transversales de celui-ci au lieu d'être accentués par ses rétrécissements transversaux. L'invention a pour but, surtout, de remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'organe annulaire en élastomère pré- sente une forme suffisamment creusée transversalement vers l'intérieur du compartiment qu'il délimite extérieu- rement, pour que toute compression axiale de cet organe se traduise en même temps par une "rentrée" transversale élastique de celui-ci vers l'intérieur dudit comparti- ment et inversement. Dans des modes de réalisation préférés, on a re- cours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: l'organe en élastomère est un anneau de révolution dont la demi-section axiale présente la forme générale d'un C ouvert vers l'extérieur, - chaque extrémité axiale de l'organe en élastomère présente en demi- section axiale la forme d'une patte élargie axialement, - chaque extrémité axiale de l'organe en élastomère est adhérée sur une plage cylindrique interne correspon- dante de la pièce rigide en regard, - chaque extrémité axiale de l'organe en élastomère est adhérée sur une tranche ou plage annulaire plane transversale de la pièce rigide correspondante, - l'organe en élastomère est dessiné et/ou monté de façon à éviter la formation de "coins liquides" entre lui et le fond correspondant du premier compartiment lors de son travail, - l'organe en élastomère présente une succession d'anneaux creusés vers l'intérieur juxtaposés axialement au niveau de rondelles rigides extérieures, - le dispositif amortisseur est monté en parallèle avec un ressort, - dans un dispositif amortisseur selon l'alinéa pré- cédent, l'une des extrémités axiales du res.- sort est liée à l'une des pièces rigides délimitant le boltier, son autre extrémité axiale est liée à une armature rigide distincte de l'autre pièce rigide délimi- tant le boitier et des moyens sont prévus pour solidari- ser entre elles cette armature rigide et cette autre pièce rigide, notamment par soudure, après montage de l'ensemble entre les deux éléments rigides, - une portion de la paroi du premier compartiment est délimitée par une membrane flexible étanche à dé- formation limitée en amplitude, conformément aux ensei- gnements du brevet français n081 03349, déposé ce jour au même nom. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axiale verticale un amortisseur hydraulique établi selon l'in- vention. La figure 2 est un schéma explicatif. La figure 3 montre encore en coupe axiale verti- cale, mais plus en détail que la figure 1, un support amortisseur établi selon l'invention. Dans chaque cas l'amortisseur, destiné à être in- terposé verticalement entre un support inférieur (tel qu'un châssis de véhicule) et un organe supporté supé- rieur (tel qu'un moteur de véhicule), est constitué par un boitier étanche 1. Ce bottier 1 comprend une embase rigide inférieure 2 en forme de bac, un chapeau rigide supérieur 3 et un organe intermédiaire annulaire 4 en un matériau élasti- que étanche (caoutchouc ou élastomère) adhéré respecti- vement sur les deux bords verticaux en regard de l'em- base 2 et du chapeau 3. Une cloison rigide 5, disposée plus haut que l'or- gane 4, divise l'intérieur du boîtier 1 en deux compar- timents, l'un inférieur A et l'autre supérieur B et est perforée par au moins un passage calibré 6 de petite section. Le compartiment inférieur A et la portion infé- rieure du compartiment supérieur B sont remplis d'un liquide 7, la partie haute de ce compartiment B conte- nant de l'air légèrement comprimé, notamment dans une chambre 8 isolée du reste dudit compartiment B par une paroi flexible étanche 9. Au lieu d'être constitué comme dans les réali- sations connues par une bague épaisse ou par une gaine tubulaire, l'organe 4 est ici constitué, conformément à l'invention, par une paroi annulaire creusée vers l'intérieur du boitier 1. Ce creux doit être suffisamment prononcé, compte tenu de l'épaisseur et de la nature du matériau élasti- que, pour que les rapprochements verticaux mutuels des deux pièces rigides 2 et 3 se traduisent par une réduc- tion du volume du compartiment A non seulement en di- rection verticale, mais aussi horizontalement au niveau de l'organe 4. En d'autres termes, un tel rapprochement vertical ne se traduit plus ici par un gonflement de la paroi 4, c'est-à-dire par un agrandissement transversal horizon- tal du volume du compartiment A neutralisant, au moins en partie, la réduction axiale de ce volume, mais par une "rentrée" élastique de la paroi 4 à l'intérieur du- dit compartiment A, c'est-à-dire par une réduction transversale dudit volume, renforçant sa dite réduction axiale. La réduction globale qui en résulte pour le volu- me considéré lors de chaque rapprochement axial des deux pièces 2 et 3 est alors relativement importante et se traduit par le refoulement d'un volume important de liquide à travers l'orifice calibré 6. Bien entendu on observe l'effet inverse lors de chaque écartement axial relatif des deux pièces 2 et 3. Le volume en question est rendu apparent sur la figure 2: il correspond, pour un rapprochement rela- tif de longueur 1 des deux pièces 2 et 3 selon la flè- che F. à la somme des volumes engendrés par la révolu- tion des aires S1 et S2 autour de l'axe X diminuée du volume, très faible, engendré par la révolution de l'aire 83 autour dudit axe X. Dans les modes de réalisation préférés, tout comme dans l'hypothèse de travail adoptée au paragra- phe précédent pour le schéma de la figure 2, le dispo- sitif amortisseur considéré est de révolution autour deun axe vertical X et l'organe 4 est un anneau de ré- volution autour de cet axe. En demi-coupe axiale, la section de cet organe 4 présente de préférence la forme générale d'un C ou a'lun demri.-cecle avec eéventuellement les deux extrémi- tés pro]cnges horizontalement sûr une petite longuLeur, comme v:-.... la figure 1. CO Rlr;;sD e d-e cet organe 4 sD *.épa- nouises ver i.Cl mn 23.t;c :-: {' - '.i. verticalement sont adhé- rees sur de p -re -fy r,7-r:ues internes 11 appartenant respectivement aisx deux pieces 2 et 3. Elles sont également adhérées, de préférence, sur des plages transversales planes 12 (figure 3) de ces deux pièces 2 et 3, plages constituant notamment des tranches terminales de bords ou viroles cylindriques délimités intérieurement par les plages 11 ci-dessus, ou encore des collerettes rabattues extérieurement à partir de ces bords. Cette double adhérence assure une fixation très solide des extrémités de l'organe 4 sur les deux pièces 2 et 3 en empêchant au niveau de cette fixation les dé- formations aussi bien axiales que transversales du ma- tériau élastomère constitutif dudit organe, ce qui crée un effet d'ancrage ou d'arc-boutement particulièrement efficace pour s'opposer aux tendances naturelles au gonflement ou flambaqe externe de l'organe 4 considéré lors de ses compressions axiales. On peut également renforcer la résistance à une telle tendance en donnant à l'organe 4 une certaine épaisseur transversale, ainsi que visible sur la fi- gure 3. Mais l'expérience montre que l'ancrage décrit ci-dessus, ou même plus simplement la fixation selon la figure l tout au long d'extrémités élargies, est suffisamment efficace pour que ladite épaisseur puisse être relativement faible. Le profil des extrémités axiales de l'organe 4 et leurs emplacements de fixation par rapport aux fonds correspondants du compartiment A sont choisis de façon telle qu'il n'y ait pas de possibilité de formation de coins de liquide entre ledit organe 4 et chacun desdits fonds: ce profil fait intervenir avantageusement à cet effet des zones creuses arrondies telles que celles visibles en 13 sur les figures 1 et 3. On voit encore sur la figure l deux têtes file- tées 14 et 15 solidaires respectivement des deux pièces 2 et 3 et propres à coagir avec des écrous (non repré- sentés) pour la fixation de ces pièces sur les deux éléments rigides dont on désire amortir les déplace- ments relatifs. Le mode de réalisation de la figure 3 montre plus en détail un support amortisseur équipé d'un dis- positif du type décrit ci-dessus. Ici le passage calibré 6 est constitué par un canal étroit et la masse d'air 8 est directement en con- tact avec la surface libre du liquide 7 en haut du com- partiment supérieur. L'organe 4 en élastomère est ici prolongé supé- rieurement par un voile cylindrique 16 propre à établir l'étanchéité entre un corps massif central constitutif de la paroi 5 et évidé par le canal 6 et une chemise métallique externe 17 emmanchée sur ce corps. La pièce rigide supérieure 3 constitutive du boîtier 1 comprend ici, en plus de la chemise 7 et d'un prolongement cylindrique supérieur 18 du corps 5, un couvercle 19 en forme de chapeau fixé sur un rabat ter- minal extérieur 20 dudit prolongement 18 à l'aide de vis 21. On prévoit en outre ici, entre le bord de ce couvercle 19 et un disque rigide inférieur 22, un rela- tivement gros manchon 23 en caoutchouc ou matériau élas- tomère entourant le tout et dont l'épaisseur se rétrécit vers le haut à l'intérieur du couvercle. La pièce rigide inférieure 2 constitutive du boTtier est ici constituée par une bague rigide 24 à la base de laquelle a été rapportée par vissage de vis 25 une plaquette 26 portant en son centre un goujon 27 évidé axialement par un canal 28. Le goujon 27 traverse avec jeu une lumière 29 évidée dans le disque 22 et est solidarisé avec ce dis- que par un point de soudure aprsz montage de l'ensemble entre les deux éléments rigides dont on désire amortir les déplacements relatifs: cette précaution permet de faire supporter élastiquement la totalité du poids de l'élément rigide supérieur par le manchon extérieur 23 et de réserver ainsi intégralement à l'amortissement les déformations de l'organe en élastomère 4, cet orga- ne 4 n'étant aucunement sollicité par ledit poids. La bague 24 est elle-même fermée par une me.nbra- ne flexible et étanche 30 dont les déformations sont limitées en amplitude: la constitution de cette membra- ne et son rôle (absorption des vibrations de relativement faible amplitude et de fréquence relativement élevée engendrées entre les deux pièces 2 et 3) sont décrits dans le brevet français cité ci-dessus. On voit encore sur la figure 3 - une cuvette trouée légèrement évasée et renversée 31 en tôle emboutie logée jointivement à l'intérieur du couvercle 19 de façon à prendre appui axialement con- tre le rabat 20, cuvette à l'intérieur de laquelle est adhérée la face supérieure extérieure du manchon 23, - et un boulon 32 en attente, orienté vers le haut, traversant successivement deux lumières alignées verti- calement et évidées respectivement dans une patte laté- rale de la cuvette 31 et dans le bord horizontal du cou- vercle 19. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif amortisseur dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce dispositif présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, notamment en ce qu'il assure un amortissement hydraulique efficace, en ce que sa durée de vie est prolongée et en ce qu'il rend possibles des variations de position relative, en- tre les deux éléments rigides qu'il relie, aussi bien axialement que transversalement ou angulairement, tant en flexion qu'en torsion. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application et de réalisa- tion qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes, notamment - oelles o l'organe annulaire en élastomère serait cons- titué, non pas par un seul anneau creusé vers l'inté- rieur du boitier contenant le liquide amortisseur, mais par une pluralité de tels anneaux semblablement creusés et juxtaposés axialement, notamment au niveau de rondel- les rigides extérieures, ces différents anneaux pouvant avoir des raideurs identiques ou différentes et être à cet effet constitués par des matériaux identiques ou non, avec des épaisseurs et/ou des profils identiques ou non, - celles o les pièces rigides constituant une partie du boitier ne seraient pas totalement indéformables, mais seulement très peu déformables, étant par exemple constituées par des parois épaisses en élastomère, ren- forcées ou non par des armatures métalliques, - celles o les pièces rigides constituant une partie d'u boîtier seraient reliées, aux éléments rigides entre 1esquels on désire assurer un amcortissement, non pas di- rectement, ma!-,nr l'interà'addiaire d'organes élastiques, - fe]Pes.>- 1, r-ne ertrlaire déformable en élastomè- ----*-* e.ifseniment résistant élasti- lement le c -om. ression. pour que l'amortisseur puisse assurer a iui seul un role de support élastique, - celles o l'organe annulaire défo.rniable en élastomè- re serait lui-m6me renforcé par un tissu souple de toute nature désirable (en fils naturels, synthétiques ou ar- tificiels, en fils de verre...), de préférence inexten- sible pour limiter l'amplitude des déformations dudit organe lors de ses compressions axiales, ce tissu étant avantageusement noyé-dans cet organe, ledit organe pou- vant à la limite se présenter sous la forme d'une chaus- sette en toile plissée vers l'intérieur du bottier et suffisamment imprégnée de caoutchouc pour assurer l'é- tanchéité. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour amortir les déplacements relatifs entre deux éléments rigides en mettant en oeuvre l'étranglement d'un liquide dans un pas - sage calibré, comprenant un boitier étanche consti- tué par deux pièces rigides solidarisables respective- ment avec les deux éléments rigides en question et réu- nies entre elles de. façon étanche par un organe annulai- re en caoutchouc ou élastomère, une cloison évidée par le passage calibré divisant en deux compartiments l'in- térieur de ce boitier et une masse liquide remplissant celui, des deux compartiments, qui est délimité partiel- lement par l'organe en élastomère et au moins la por- tion du second compartiment qui est contiguë à la cloi- son, caractérisé en ce que l'organe annulaire en élas- tomère (4) présente une forme suffisamment creusée transversalement vers l'intérieur du compartiment (A) qu'il délimite extérieurement, pour que toute compres- sion axiale de cet organe se traduise en même temps par une "rentrée" transversale élastique de celui-ci vers l'intérieur dudit compartiment et inversement. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'organe en élastomère (4) est un anneau de révolution dont la demi-section axiale présente la forme générale d'un C ouvert vers l'extérieur. 3. Amortisseur selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque extrémité axiale de l'organe en élastomère présente en demi-section axiale la forme d'une patte (10) élargie axialement. 4. Amortisseur selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que chaque ex- trémité axiale de l'organe en élastomère est adhérée sur une plage cylindrique interne correspondante (11) de la pièce rigide (2, 3) en regard. 5. Amortisseur selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que chaque extré- mité axiale de l'organe en élastomère est adhérée sur une tranche ou plage annulaire plane transversale (12) de la pièce rigide (2, 3) correspondante. 6. Amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'organe en élas- tomère est dessiné et/ou monté de façon à éviter la for- mation de "coins liquides" entre lui et le fond corres- pondant du premier compartiment (A) lors de son travail. 7. Amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'organe en élasto- mère présente une succession d'anneaux creusés vers l'in- térieur juxtaposés axialement au niveau de rondelles ri- gides extérieures. 8. Amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est monté en parallèle avec un ressort (23). 9. Amortisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'une des extrémités axiales du ressort (23) est liée à l'une des pièces rigides (3) délimitant le boîtier (1), en ce que son autre extrémité axiale est liée à une armature rigide (22) distincte de l'autre piè- ce rigide (2) délimitant le boîtier et en ce que des moyens sont prévus pour solidariser entre elles cette ar- mature rigide (22) et cette autre pièce rigide (2), no- tamment par soudure, après montage de l'ensemble entre les deux éléments rigides. 10. Amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications,caractérisé en ce qu'une portion de la pa- roi du premier compartiment (A) est délimitée par une nenm- brane flexible étanche (30) à déformation limitée en amplitude. 11. Amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'organe annulaire en élastomère est renforcé par un tissu souple, de pré- férence inextensible.