Brevet FR2503304A1 — publié le 19821008

Groupe hydraulique d'amortissement des mouvements de rotation d'un composant. La présente invention concerne un groupe d'amortisse ment hydraulique destiné à amortir le mouvement de rotation d'un composant, comprenant un rotor logé dans un carter (stator); éléments qui peuvent tourner l'un par rapport à l'autre et entre lesquels subsiste une fente annulaire remplie d'un liquide amortisseur. Les groupes d'amortissement hydrauliques servent à amortir les mouvements d'un composant ou élément deoanstruc- tlon, par exemple le mouvement de rotation d'un périscope. Le groupe d'amortissement est, dans ce cas, une partie intégrante du composant et sa construction est adaptée à ce dernier. Pour l'amortissement des mouvements de rotation d'un compostant, le groupe d'amortissement qui y est logé présente, dans le cas le plus simple, un stator cylindrique et un rotor, également cy lindrique, entre lesquels subsiste une fente remplie d'un lique amortisseur.La force d'amortissement que l'on peut obte nir est fonction de la viscosité du liquide amortisseur utilisé, qui peut hêtre, par exemple, une huile de silicone, et de la largeur de la fente entre rotor et stator. De tels groupes d'amortissement hydrauliques permettent de produire des forces d'amortissement très constantes pendant le mouvement de rota tion du rotor, de sorte que l'on peut imprimer à celui-ci une rotation régulière et sans à-coups dans le stator. De tels groupes d'amortissement sont utilisés dans de nombreux domaines de la technique, à savoir partout où l'on souhaite obtenir un amortissement constant et régulier. t'inconvénient de ces groupes d'amortissement est toutefois, notamment, qu'ils constituent une unité intégrée dans le composant dont il s'agit d'assurer l'amortissement, de sorte que le groupe d'amortissement doit être adapté, du poirt de vue construction, à chaque composant. On rencontre en outre des dimeultés en ce qui concerne la régularité et la constance de la force d'amortissement, lorsque le composant à amortir est utilisé à des températures présentant de très fortes variations. Ceci est en partie dû * fait que la viscosité du liquide amortisseur utilisé varie avec la température, mais, mQme lorsque l'on utilise des li- quides amortisseurs présentant un faible gradient de viscosité en fonction de la température, tels que, par exemple, l'huile de silicone, la disposition relative des différents éléments, sur le plan géométrique, ne reste pas constante quand la température varie, car, à titre d'exemple, la fente entre le rotor et le stator du groupe d'amortissement n'est pas très étroite, de l'ordre d'un dixième de millimètre. La présente invention a pour objet de mettre au point un groupe d'amortissement hydraulique du type décrit en préambule, de telle manière qu'il puisse être aisément adapté, sur le plan de la construction, à différents composants à amortir, et qu'il permette d'obtenir une force d'amortissement constante et continue, sur une large plage de températures, pour le composant dont il s'agit d'assurer l'amortissement. La présente invention permet de résoudre ce problème par le fait que le groupe d'amortissement hydraulique est réalisé sous la forme d'une unité autonome et séparée à relier au composant à amortir, et que le coefficient de dilatation, en fonction de la température, des matériaux entrant dans la fabrication du rotor et du stator, ainsi qu'en outre, en fonction de largeur de fente normale (largeur de fente à la température normale), les dimensions des surfaces du rotor et du stator qui délimitent la fente annulaire, et la viscosité du liquide amortisseur, laquelle est fonction de la température, sont cholsis de telle façon que la largeur de la fente entre le rotor et le stator varie, en cas de variation de la température, pour que la force d'amortissement reste constante sur la plage de température considérée. Selon la présente invention, le groupe d'amortissement est donc réalisé sous la forme d'une unité séparée, et autonome qui est reliée au composant à amortir. Cette liaison peut, par exemple, être effectuée directement par couplage des axes du groupe d'amortissement et du composant à amortlr, mais le groupe d'amortissement peut aussi Entre relié audit composant par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, par exemple d'une transmission par engrenage, à poulles à frictlon, ou par courroie. En outre, les matériaux qui constituent le groupe d'amortissement autonome, notamment ceux qui entrent dans la fabrication du rotor et du stator, ainsi que les dimensions des surfaces du rotor et du stator qui délimitent la fente et la viscosité du liquide amortisseur sont accordés les uns aux autres de telles manière que la disposition relative, sur le plan géométrique, des différentes pièces du groupe d'amortissement ainsi coordonnées, et notamment la largeur de la fente entre rotor et stator, varient elles aussi avec les variations & la température.Les varlationsde cette coordina tion géométrique et de la fente sont alors fixées de manière à maintenir globalement constante la force d'amortissement, en dépit de la variation de la viscosité du liquide amortisseur qu'entraînent les variations de la température. Ceci correspond à un autoréglage automatique du groupe d'amortissement à une force d'amortissement constante en présence de températures variables. Pour obtenir la modification de la fente précédem- ment mentionnée suivant la plage de températures considérée, il s'est avéré, à l'usage que l'huile de silicone est un maté riau blen approprié comme liquide amortisseur, et qu'il est avantageux, dans la zone de la fente annulaire, que le maté riau utilisé pour le carter ou stator soit de l'acier et le matériau utilisé pour le rotor de l'aluminium. Une autre combinaison de matériaux très réussie consiste en ce que, dans la zone de la fente annulaire, le matériau utilisé pour le stator soit de l'aluminium et celui utilisé pour le rotor du polytétrafluoréthylène. Le stator et le rotor peuvent être cylindriques; dans le cas d'un tel groupe d'amortissement, la force d'amortissement n'est pas réglable. Un mode de réalisation préférentiel de la présente invention prévoit donc que les surfaces du stator et du rotor qui délimitent la fente annulaire soient réalisées sous forme d'enveloppe de cane tronqué ayant le même angle d'inclinaison.Avec une telle construction, la largeur de la fente peut être modifiée Par le fait que le stator et le rotor peuvent se déplacer dans le sens de l'axe, l'un par rapport à l'autre, le long de l'axe de rotation du rotor Ceci permet, d'une part, de faire varier la force d'amortissement; cependant, il est d'autre part, également possible de régler ou d'ajuster le groupe d'amortissement conçu pour une force d'amortissement déterminée, lorsque, par exemple, par suite de tolérances de fabrication, la largeur de fente obtenue lors de l'assemblage du groupe d'amortissement ne correspond pas à la largeur de fente demandée. Si la largeur de fente est réglée de cette manière, on obtient à nouveau la régulation automatique susmentlonnée de la force d'amortissement.Cet effet d'autoréglage subsiste, au moins partiellement, mme lorsque la force d'amortissement normale pour laquelle le groupe d'amortissement est conçu varie dans de faibles limites. Par exemple, lorsqu'un groupe d'amortissement est conçu avec une largeur de fente d'un dixième de millimètre, on obtient encore une certaine compensation de température pour la force d'amortissement, lorsque le réglage du groupe d'amortissement est modifié, par exemple à une fente de deux dixième de millimètre, même si ce résultat n'est plus obtenu dans le cadre exact, tel que précédemment mentionné. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un groupe d'amortissement comportant un rotor et un stator selon la présente invention, rotor et stator étant de forme cylindrique; la figure 2 est une vue en coupe transversale du second mode de réalisation d'un groupe d'amortissement selon la présente invention, dans le cas duquel la surface intérieure du stator et la surface extérieure du rotor sont chacune réalisées sous forme d'enveloppe de cane tronqué. La figure 1 représente un groupe d'amortissement 1, qui se compose d'un carter ou stator 2 en forme de cloche ou de pot et d'un rotor 5 logé à l'intérieur de celui-ci et rendu étanche vers l'extérieur. Le stator 2 est constitué par un cylindre creux, le rotor 3 par un cylindre plein ou également creux, qui s'étend sur presque toute la longeur du stator. Une étroite fente annulaire 4, d'une largeur b d'environ un dixième de millimètre, subsiste entre le stator et le rotor. A l'extrémité ouverte du stator en forme de cloche, le rotor est maintenu à l'aide d'un roulement à billes 5. Le rotor pourrait évidemment aussi être maintenu au fond du stator; mais, en règle générale, ceci n'est pas nécessaire, en raison de ltétroltesse de la fente annulaire et du fait qu'il est maintenu sans Jeu dans le roulement à billes 5. Le rotor 3 est fixé dans ce dernier par une vis de serrage 6. Vers l'extérleur, le groupe d'amortissement 1 est fermé par un couvercle 7 qui est vissé dans l'extrémité ouverte du stator 2. Le stator présente de plus, à son extrémité ouverte, une bride 8, qui permet de fixer le groupe d'amortissement sur un apparell non représenté. Le rotor 3 fait saillie, par son arbre 9, hors du couvercle 7 du groupe d'amortissement, et est relié à un élément tournant de l'appareil non représenté, dont le mouvement de rotation doit être amorti. L'espace intérieur du groupe d'amortissement 1 est rempli d'un liquide amortisseur, par exemple de l'huile de silicone, la totalité de la fente annulaire 4 se trouvant par conséquent également remplie. Lorsqu'un mouvement de rotation est imprimé au rotor 3 dans le stator 2, par l'intermédiaire de l'arbre de rotor 9, des forces sont engendrées par gravité dans la fente annulaire 4, par l'intermédiaire du liquide amortlsseur, et s' opposant au mouvement de rotation du rotor, amortissant ainsi ce mouvement en conséquence. Pour obtenir, avec ce groupe d'amortissement, une force d'amortissement constante et indépendante de la température, on a choisi l'aluminium comme matériau pour la fabricaton du stator, et le polytétrafluoréthylène pour le rotor, dans la zone de la fente annulaire. Dans cette zone, le rotor présente un diamètre d'environ 22 millimètres. te liquide amortisseur utilisé est de l'huile de silicone. A la température normale, c 'est-à-dire à une température ambiante d'environ 20 C, la largeur de la fente annulaire était d'un dixième de millimètre; à une température de -400C, la largeur de la fente annulaire était de deux dixièmes de millimètre, et à partir de +700C d'environ trois centièmes de millimètre.La force d'amortissement était constante sur toute cette plage de températures. La figure 2 représente un autre groupe d'amortissement; pour des raisons de clarté, les pièces identiques ou action identique portent les mêmes références numériques que dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, le signe (') étant néanmoins aJouté à la référence numérique. Le groupe d'amortissement comporte à nouveau un stator en forme de cloche ou de pot 2', qui est fermé par un couvercle 7'. Ledit couvercle 7', dont la section est en U, entoure le stator 2' sur lequel il est vissé. Le rotor 3', avec son arbre de rotor 9' qui fait saillie hors du couvercle 7', est maintenu dans la stator 2' ou le couvercle 7' à l'aide de roulements 9 billes 11 ou 12. La surface intérieure du stator en forme de cloche 2' et la surface extérieure du rotor 3' sont des enveloppes de canne tronqué ayant le même angle d'inclinaison, de sorte qu'une étroite fente annulaire 4' de largeur b' et constante sur toute la longucur du stator est formée entre ce dernier et le rotor. L'espace intérieur du groupe d'amortissement 1' est rempli d'un liquide amortisseur. Vers l'extérieur, le groupe d'amortissement est rendu étanche aux liquides par un Joint torlque 13, entre le couvercle 7' et le stator en forme de cloche 2', ainsi que par une bague d'étanchéité à lssement 14 entre l'arbre de rotor 9' et le couvercle 7'. Le couvercle 7' présente une bride 15, à l'aide de laquelle le groupe d'amortissement peut autre fixé sur un appareil non représenté. Le groupe d'amortissement a été conçu pour présenter une fente annulaire d'un dixième de millimètre à la température normale de 20 C. Le liquide amortisseur utilisé est de l'huile de silicone. Pour maintenir constante la force d'amor tissement, indépendamment de la température ambiante, on a utilisé, comme matériau pour le stator, de l'acier, et, pour le rotor, de l'aluminium. Le diamètre moyen du rotor était d'environ 64 mm. La largeur de fente était d'environ deux dixièmes de millimètre à une température de -400C et d'environ trois centièmes de millimètre à une tempéinture de +700C. Dans ce cas, on a obtenu une force d'amortissement constante sur toute la plage de températures. Dans le cas de ce mode de réalisation de la présente invention, la largeur de fente b' peut être modifiée par le déplacement du rotor le long de l'axe de rotation et dans le sens de l'axe, dans le sens de la flèche p. Cecl peut se faire, par exemple, par le fait que le roulement à billes 11, prévu dans le stator en forme de cloche pour l'arbre du rotor 3', est logé dans une cage qui, elle, est vissée dans la paroi d'enceinte du stator 2'.Selon la position vissée de la cage 16, la position du rotor 3' peut autre modifiée par rapport à celle du stator 2', ce qui entratne une variation de la largeur b' de la fente annulaire 4'. On peut utiliser cette circonstance, par exemple, pour compenser ie tolérances de fabrication du rotor et du stator pour modlfler, dans certaines limites, la force d'amortissement souhaitée. Un groupe d'amortissement selon la présente invention, réalisé sous forme d'unité autonome, peut Autre relié à un grand nombre de composants ou éléments de construction à amortir. On peut alors amortir àla fols des mouvements de rotation et des mouvements longitudinaux. Le groupe est couplé avec le composant dont il s'agit d'assurer l'amortissement, et ceci soit directement, soit par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission. Par le choix des propriétés des matériaux utilisés pour la fabrication des différents éléments du groupe d'amortissement et par un dimensionnement adéquat des surfaces contribuant à l'amortissement dans un groupe d'amortissement, ainsi que par un choix approprié d'un liquide amortisseur, on peut obtenir une force d'amortissement constante sur une large plage de températures. Le groupe d'amortissement peut être relié à un grand nombre de composants; l'adaptation à chaque composant particulier se faits par exemple, par l'utilisation de groupes d'amortissement de différentes tailles. REVENDICATIONS 1. Groupe d'amortissement hydraulique destiné à amortir le mouvement de rotation d'un compostant, comprenant un rotor logé dans un carter (stator), éléments qui peuvent tourner l'un par rapport à l'autre et entre lesquels subsiste une fente annulaire remplie d'un liquide amortisseur, carac térlsé en ce que le groupe d'amortissement hydraulique est réalisé sous la forme d'une unité autonome et séparée à relier au composant à amortir, et en ce que le coefflcient de dilatation thermique, des matériaux entrant dans la fabrication du rotor (3) et du stator (2), et en fonction de la largeur de fente normale (b = largeur de fente à la température normale), les dimensions des surfaces du rotor et du stator qui délimitent la fente annulaire (4), et la viscosité du liquide amortissueur, en fonction de la température, sont choisis de telle façon que la largeur de la fente entre le rotor et le stator varie, en cas de variation de la température, pour que la force d'amortissement reste constante sur la plage de température considérée. 2. Groupe d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la zone de la fente annulaire (4), le matériau utilisé pour le stator (2) est de l'aluminium et celui utilisé pour le rotor (3) du polytétrafluoréthylène. 3. Groupe d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la zone de la fente annulaire (4'), le matériau utilisé pour le stator (2') est de l'acier et le matériau utilisé pour le rotor (3') de l'aluminium. 4. Groupe d'amortissement selon l'une quelconque des revendicatIons précédentes, caractérisé en ce que le stator (2) et le rotor (3) sont cylindriques. 5. Groupe d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces du stator (2') et du rotor qui délimitent la fente annulaire (4') sont réalisées sous forme d'enveloppes de canne tronqué ayant le même angle de conicité. 6. Groupe d'amortissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le stator et le rotor peuvent se déplacer dans le sens de l'axe, l'un par rapport à l'autre, le long de l'axe de rotation du rotor. 7. Groupe d'amortissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le groupe d'amortissement (1) est relié au composant à amortir par l'ln- termédiaire d'une mécanisme de transmission.