Brevet FR2511105A1 — publié le 19830211

L'invention concerne une cale élastique destinée à relier à un support rigide un organe ou un ensemble sur lequel s'exercent des excitations de différentes natures. A titre d'exemple d'application, ces cales sont plus parti- culièrement adaptées à la suspension d'un moteur thermique par rapport à la structure d'un véhicule automobile. On sait que, sur un véhicule automobile, les ca- les élastiques utilisées pour la suspension du moteur doi- vent assurer à la fois un bon filtrage des vibrations à haute fréquence et faible amplitude: dues aux iianerfections d'équilibrage du moteurl et un bon amortissement des tré- pidations à basse fréquence, et forte amplitude provenant de la route. Ce double résultat est obtenu avec une cale du type comprenant deux chambres remplies de liquide, délimi- tées au moins en partie par des parois élastiques et sépa- rées par une cloison comprenant une partie mobile entre deux positions extrêmes suivant une direction perpendicu- laire à son plan moyen, un canal de grande longueur et de faible section étant prévu pour assurer une communication entre les deux chambres. Une cale élastique de ce type est décrite dans la demande de brevet français N O 79 26 137 Dans cette cale connue, la partie mobile de la cloison est constituée par une pièce qui comprend une partie centrale massive à peu près indéformable, et une partie périphérique mince et souple serrée entre deux éléments rigides qui constituent la partie extérieure fixe de la cloison Ces deux éléments rigides portent des organes limiteurs du débattement;de la partie mobile et délimitent entre eux le canal de grande longueur qui relie les deux chambres. Cette solution présente l'iconvénient de Faire appel pour constituer la cloison à trois pièces qu'il faut assembler manuellement, en immersion dans le liquide pré- vu pour remplir les chambres de la cale afin d'éviter la formation de bulles d'air. L'invention a pour but de simplifier cette réa- lisation connue afin d'éviter une telle opération d'as- semblage A cet effet,elle a pour objet une cale du type précité,caractérisé en ce que la cloison et sa partie mo- bile sont réalisées en une seule pièce à base de matériau élastomère incluant des moyens pour limiter les déplace- ments de la partie mobile. La réalisation de ladite pièce par moulage est facilitée lorsque le canal de grande longueur est dé- limité en partie par un dégagement périphérique de la cloi- son et en partie par des éléments d'extrémité de la cale qui, enserrent la partie périphérique de la cloison. Suivant un premier mode de réalisation,la cloi- son comporte une partie périphérique massive,peu déforma- ble,reliée à la partie mobile centrale par un voile min- ce formant au moins une onde circulaire. Suivant un autre mode de réalisation,la cloi- son comporte une partie périphérique massive,peu défor- mable,et une partie centrale mobile formée d'une série de pavés en élastomère séparés par des sillons étroits,ces pavés étant reliés entre eux et à la partie périphérique par un voile mince. Des exemples de réalisation font l'objet de la description qui suit,en référence aux dessins joints dans lesquels: la Fig 1 est une vue en coupe axiale d'une cale suivant l'invention; la Fig 2 est une vue partielle en plan de la cloison de séparation de la cale représentée à la Fig 1; les Fig 3 et 4 sont des vues prises en coupe suivant une ligne correspondant à la ligne 3-3 de la Fig 2, de deux variantes de cette cloison; la Fig 5 est une vue,prise en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig 6,d'une autre variante de réalisation de la cloison de séparation; la Fig 6 est une vue en plan de la cloison représentée à la Fig 5; la Fig 7 est une vue en plan d'une armature utilisable dans la cloison représentée aux Fig 5 et 6; et la Fig 8 est une variante, vue en plan, de la cloison représentée aux Fig 5 et 6. La cale représentée aux Fig 1 et 2, qui est pour l'essentiel de révolution autour d'un axe X-X, comprend notamment, d'une part, un bloc en élastomère 1 adhérisé sur trois armatures 2,3,4, dont une armature centrale 3 et deux armatures d'extrémité 2 et 4, et, d'autre part, un bloc en élastomère 5 adhérisé sur deux armatures 6 et 7, dont une armature intérieure 6 et une armature d'extrémité 7. L'armature 2 est destinée à être fixée à la structure d'un véhicule automobile au moyen d'une vis 8, tandis que les armatures 4 et 7, fixées l'une à l'autre, par exemple par sertissage périphérique, sont destinées à être reliées, au niveau d'orifices de fixation 9, au moteur non représenté du véhicule 1 Une cloison intérieure monobloc 10, en caout- chouc ou en matière plastique souple (par exemple en polyu- réthane), comporte une partie périphérique massive 11 serrée entre les armatures 4 et 7 Cette partie périphérique est reliée par une zone annulaire mince 12 en forme d'onde cir- culaire à un disque central plus épais 13 qui constitue une partie mobile suivant une direction perpendiculaire à son plan moyen, c'est-à-dire suivant l'axe X-X. La cloison 10 délimite avec le bloc en élas- tomère 1 une première chambre 14 et, avec le bloc en élasto- mère 5, une seconde chambre 15, toutes deux entièrement remplies de liquide. Sur environ les trois quarts de son pourtour, la partie périphérique 11 comporte un dégagement cylindrique 16 à une extrémité duquel est définie une collerette radia- le 17 Ce dégagement se prolonge à chaque extrémité par une rainure hélicoldale 18 s'étendant sur environ un quart de tour et débouchant surune face d'extrémité de la cloison 10. Lorsque la cale est assemblée, les armatures 4 et 7 délimitent avec le dégagement 16, la collerette 17 et les deux rainures 18 un espace périphérique 19 continu qui forme un canal circulaire de grande longueur et faible section reliant les deux chambres 14 et 15, ce canal s'é- tendant sur un peu plus d'un tour La collerette 17 facili- te le centrage de la cloison 10. Il est souhaitable que, comme représenté, les parties des armatures 4 et 7 en contact avec la cloison soient revêtues d'une mince couche d'élastomère 20 adhérisée en même temps que le bloc 1 ou 5 correspondant. La cale qui vient d'être décrite fonctionne comme celle qui fait l'objet de la demande de brevet fran- çais 79 26 137 précitée: Pour de faibles amplitudes de vibration, le disque central 13 est libre de se déplacer, grâce à la li- bre déformation en flexion courbe de la zone annulaire 12. La cale possède alors une très faible raideur, ce qui per- met d'assurer un excellent filtrage des vibrations à hau- te fréquence engendrées par le moteur. Le déplacement du disque central 13 est pratique- ment stoppé lorsque l'onde circulaire formant la zone annu- laire 12 est déployée, le matériau travaillant alors en tension Le liquide doit alors passer d'une chambre à - l'autre en empruntant le canal 19 Il en résulte une aug- mentation importante de la raideur et de l'amortissement favorable à la diminution des trépidations à forte am- plitude' et basse fréquence provenant de l'état de la rou- te. La cloison représentée à la Fig 3 ne diffère de la précédente que par la présence de deux ondes circu- laires dans la zone annulaire 12 qui relie la partie péri- phérique il au disque central 13. La cloison représentée à la Fig 4 est analogue à la précédente mais est réalisée en caoutchouc armé par par une toile 21 en fibres plastiques ou en tissu métalli- que fin Cette armature se déforme librement perpendicu- lairement à son plan général, c'est-à-dire suivant la direc- tion x-xjusqu'à ce que les ondes formant la zone annulaire 12 soient déployées. La cloison représentée à la Fig 5 est également réalisée en caoutchouc armé Elle ne diffère de celle des Fig 1 à 4 que par le fait que sa partie centrale mobile est formée d'une série de pavés 22 recouvrant une région circulaire et faisant saillie symétriquement sur les deux faces d'un voile mince 23 Ces pavés 22 sont séparés les uns des autres par des sillons radiaux 24 et-circulaires de faible largeur. Dans cet exemple, la partie mobile se déforme facilement suivant la direction X-X par flexion courbe jus- qu'à ce que les bords des pavés 22 entrent en contact mu- tuel sur la face concave L'épaisseur de caoutchouc fléchi augmente alors brusquement, entraînant pratiquement un ar- rêt du déplacement Pour fixer les idées, si e représente l'épaisseur du caoutchouc au fond des sillons, c'est-à- dire l'épaisseur du voile 23 et E l'épaisseur au droit des pavés 21, il est souhaitable d'avoir E > 3 e, la largeur des sillons pouvant être de l'ordre du millimètre. La Fig 7 représente une armature 26 réalisée en clinquant et utilisable avec la cloison dés Fig 5 et 6. Le découpage de ce clinquant est prévu pour qu'il puisse se déformer avec de faibles efforts perpendiculairement à son plan A cet effet, il est formé de bras radiaux 27 noyés dans le voile 23 et terminés par des tronçons de couronne 28 qui servent à l'ancrage dans la partie périphérique Il de la cloison. La cloison représentée à la Fig 8 ne diffère de la précédente que par la présence d'un sillon circulai- re 25 supplémentaire. Ainsi, dans chacun des modes de réalisation ci- dessus, la cale est facile à assembler, grâce à la réali- sation de la cloison 10 en une seule pièce, et la limitation du dé- placement de la partie centrale de cette cloison est assurée par une simple diminution brusque de flexibilité suivant la direction X-X. REVENDICATIONS - 1 Cale élastique,du type comprenant deux cham- bres ( 14,15) remplies de liquide,délimitées au moins en partie par des parois élastiques et séparées par une cloi- son ( 10) comprenant une partie ( 13; 22) mobile entre deux positions extrêmes,suivant une direction (X-X) perpendicu- laire à son plan moyen, un canal ( 19) de grande longueur et de faible section étant prévu pour assurer une commu- nication entre les deux chambres,caractérisée en ce que la cloison ( 10) et sa partie mobile ( 13; 22) sont réali- sées en une seule pièce à base de matériau élastomère in- cluant des moyens ( 12; 25,26) pour li Miter les déplace, ments de la partie mobile ( 13; 22). 2 Cale élastique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le canal de grande longueur ( 19) est délimité en partie par un dégagement périphérique ( 16) de la cloison ( 10) et en partie par des éléments d'extré- mité ( 4,7) de la cale qui enserrent la partie périphéri- que ( 11) de la cloison. 3 -Cale élastique suivant la revendication 2,ca- ractérisée en ce que le dégagement ( 16) s'étend dans un plan sur presque tout le tour de la cloison ( 10) et se prolonge à chaque extrémité par une rainure hélicoidale ( 18) qui s'écarte de ce plan et débouche dans une des deux chambres ( 15,16). 4 Cale élastique suivant la revendication 1,ca- ractérisée en ce que la cloison ( 10) comporte une partie périphérique ( 11) massive et peu déformable,reliée à la partie mobile centrale ( 13) par un voile mince ( 12) for- mant au moins une onde circulaire. 5 Cale élastique suivant la revendication 4,carac- térisée en ce que la-partie centrale ( 13) et le voile( 12) comportent une armature de renforcement ( 21) déformable dans la direction de déplacement (X-X) de la partie cen- traie. 6 Cale élastique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la cloison ( 10) comporte une par- tie périphérique ( 11) massive,peu déformable,et une par- tie centrale mobile formée d'une série ( 22) de paves en élastomère séparés par des sillons étroits ( 25,26),ces pavés étant reliés entre eux et à la partie périphéri- que par un voile mince ( 23). 7 Cale élastique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le voile mince ( 23) contient une armature de renforcement ( 26) déformable dans la direc- tion de déplacement (X-X) de la partie centrale ( 22). 8 Cale élastique suivant l'une des revendica- tions 6 et 7,caractérisée en ce que la partie centrale ( 22) est circulaire,les sillons ( 25,26) étant circulaires concentriques et/ou radiaux.