Brevet FR2537231A1 — publié le 19840608

Amortisseur isolateur pour la protection notamment antisismique de matériels, notamment de matériels électriques. La présente invention a trait a un amortisseur isolateur pour la protection notamment mais non exclusivement a basse fréquence, par exemple anti-sismique, de matériel, notamment électrique tournant ou fixe et notamment de colonnes de porcelaine, par exemple pour disjoncteur. Jusqu'à présent, les matériels électriques tels que les colonnes de porcelaine, particulièrement fragiles et sensibles aux vibrations, notamment aux secousses sismiques, sont fixés sur des supports eux-memes montés de façon fixe ou mobile sur des amortisseurs anti-sismiques de type classique. Le montage de tels assemblages est relativement complexe et est particulièrement peu satisfaisant dans le cas où les supports de colonnes sont mobiles. En outre, ces assemblages sont relativement onéreux. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un amortisseur isolateur, notamment pour la protection anti-sismique de matériels et notamment de colonnes de porcelaine, qui soit de fabrication simple et économique, de montage aisé, qui soit facilement adaptable a des configurations différentes et qui assure une-excellente isolation tout en limitant efficace ment, grâce à un effet amortisseur important, les déplacements possibles,notamment les déplacements transversaux, sous l'effet de secousses sismiques. L'invention a pour objet un amortisseur isola teùr pour la protection, par exemple anti-sismique, de matériels notamment électriques et notamment de colonnes de porcelaine; par exemple pour disjoncteur, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de plaques planes rigides, de préférence métalliques, s'étendant parallèlement entre elles, deux plaques consécutives étant séparées chaque fois par une couche d'un matériau élastomère amortisseur adhérisé contre les faces en regard desdites plaques, l'une au moins des plaques présentant des moyens pour être fixée sur une structure fixe, une autre au moins possédant des moyens pour supporter le materiel blectrique de façon à former un support, par exemple horizontal, sur lequel celui- ci est monté Conformément à l'invention, la distance entre deux plaques consécutives, c'estAdire l'épaisseur de la couche elastomere, est faible par rapport aux dimènsions des plaques. De préférence, cette épaisseur est inférieure à 1/50 à 1/60 de la plus petite dimension (longueur ou largeur) de la plaque. Le nombre n de plaques est de préférence compris entre 3 et 10, le nombre de couches élastomères étant égal à n-l. Le module de cisaillement du matériau élastomère usuel utilisé est de préférence compris entre 2 bars et 22 bars. La raideur correspondante est choisie de façon que la fréquence propre de l'ensemble formé par l'amortisseur isolateur et le matériel électrique porté par celuici soit inférieure à la fréquence propre du matériel électrique considéré isolément. Le matériau élastomère utilisé doit présenter de bonnes propriétés mécaniques et chimiques (bonne tenue aux huiles, à l'ozone et au veillissement) mais surtout un fort amortissement interne (angle de perte élevé), le facteur amortissement interne étant plus important que les propriétés mécaniques du fait que les plaques métalliques reprennent l'essentiel des efforts. A titre d'exemple, le matériau élastomère peut être un népurane, un silicone chargé, un isopolybutadiène chargé. Les plaques rigides peuvent avoir toutes la même épaisseur ou avoir des épaisseurs, et donc des poids, différents. De préférence, elles sont assez minces, étant entendu que l'ensemble des plaques doit présenter des propriétés mécaniques et une inertie suffisantes. De préfb- rence, l'épaisseur de plaque est de l'ordre de 0,3 mm à 3 mm. De prbference également, I'epaisseur de couche d'élastomère est du même ordre de grandeur què 1'Bpaisseur de plaque. Les différentes plaques rigides, de préférence métalliques, faisant partie de l'amortisseur, ont de préfé- rence la même forme mais on peut également prévoir des plaques de formes ou de dimensions différentes de façon que certaines des plaques débordent latéralement par rapport aux autres pour former des zones de liaison pour le montage sur la structure fixe et/ou le montage de la colonne de porcelaine ou autre materiei sur la plaque. Les différentes plaques et les couches Blastomères peuvent être munies de perforations pour former des passages permettant la fixation, par exemple par boulonnage ou par encastrement, les dimensions d'un même passage au niveau des différentes plaques étant différentes de façon que la fixation ne se fasse que sur la ou les plaques qui doivent être reliées à la partie à fixer.Ainsi dans une forme de réalisation particulibrement avantageuse, l'amortisseur isolateur selon l'invention peut ne comporter que trois plaques, à savoir une plaque centrale et deux plaques pbri- sphériques disposées de part et d'autre de la plaque centrale, les -plaques périphériques étant par exemple reliées entre elles et à une colonne de matériel électrique à protéger alors que la plaque centrale1 qui ne possède aucune liaison avec lesdites plaques périphériques et la colonne, est elle-même rendue solidaire d'une structure, par exemple un socle. Dans cette forme de réalisation particuliêre, la totalité des plaques du dispositif sont solidaires soit de la structure fixe, soit du matériel électrique à protéger. Cependant, en variante, on peut également prévoir des empilages de plaques séparées par les couches élastomères adhérisées contre elles, dans lesquelles seules certaines ou une seule plaque se trouvent solidaires de la structure et seules certaines ou une seule se trouvent solidaires de l'élément à protéger, les autres plaques étant, elles, libres par rapport à la structure et au matériel à protéger. Ainsi, dans le cas d'une structure à trois plaques les deux plaques extrêmes seraient reliées respectivement à une charge telle qu'une colonne et à un support, la plaque intermédiaire étant libre. Conformément à l'invention, l'amortisseur isolateur peut présenter une grande surface et servir de support pour le montage du matériel par exemple électrique, tel aucune ou plusieurs colonnes de porcelaine, ce support pouvant être monté sur un socle fixe ou mobile ou bien, dans le cas où une mobilité est recherchée, ce support peut lui-même comporter des éléments, galets ou patins ou glissières, permettant le mouvement par rapport à des moyens fixes correspondants d'un socle, ce qui élimine la nécessité d'un support mobile intermédiaire particulier. Grâce à sa structure, le support ainsi formé par l'amortisseur- selon l'invention, présente, à l'état statique, une importante rigidité en étant pratiquement indéformable dans le sens vertical tout en assurant un effet d'amortissement intense et efficace limitant les mouvements possibles dans le plan horizontal, par exemple en cas de secousses sismiques. Le dispositif ainsi réalisé est particulièrement simple et peut être facilement monté, le réglage de la position exacte du support pouvant être facilement réalise grâce par exemple à des dispositifs à vis ou vérin coopérant avec une ou plusieurs des plaques. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel La figure l représente une vue schématique en perspective d'un amortisseur isolateur selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe transversale diagonale. La figure 3 représente une vue en élévation d'une colonne montée sur l'amortisseur. L'amortisseur isolateur décrit est destiné à amortir et isoler une colonne électrique en porcelaine 1 à laquelle il sert également de support rigide. L'amortisseur comporte une plaque métallique centrale 2 et deux plaques métalliques périphériques 3, 4, les différentes plaques étant par exemple réalisées en acier et ayant une épaisseur de 5 mm, une longueur et une largeur de 600 mm. Les trois plaques sont reliées entre elles deux à deux par deux couches d'élastomère adhérisées par vulcanisation en place, à savoir une couche supérieure 5 et une couche inférieure 6. L'épaisseur de l'élastomère est de 3 mm et son module de cisaillement de 18 bars. Afin de permettre la fixation d'une part de la base de la colonne et'd'autre part d'éléments de support d'un socle, l'amortisseur est muni d'une pluralité de passages, à savoir un passage central de grand diamètre 7 associé à quatre passages auxiliaires 8 et, aux quatre coins de l'amortisseur, quatre passages 9 destinés au montage sur la structure fixe. Au niveau du passage 7, l'ouverture dans les plaques périphériques 3 et 4 est de diamètre inférieur à l'ouverture dans la plaque intermédiaire 2 de façon que la base 19 de la colonne 1 introduite et encastrée dans les plaques 3 et 4 ne soit jamais en contact avec la plaque intermédiaire 2, quelle que soit l'amplitude des mouvements transversaux des plaques les unes par rapport aux autres. Par contre, au niveau des passages 9, les diame- tres dans les plaques périphériques 3 et 4 sont supérieurs au diamètre du passage dans la plaque centrale 2. En effet, c'est sur cette dernière que l'on vient boulonner les élé- ments de structure tels que les pieds 11. Les pieds 11 et les boulons ne viennent donc jamais au contact des plaques 3 et 4 mais sont uniquement solidaires de la plaque 2, et ceci même en cas de mouvement transversal important des plaques les unes par rapport aux autres. Tes passages 8 qui n'ont pas été représentés sur -la figure 2 sont réalisés de le même façon que le passage 7 mais avec des tailles plus petites afin de permettre éventuellement le boulonnage de la base 10 de la colonne 1 sur les plaques périphériques 3 et 4. On constate qu'un amortisseur isolateur tel que celui décrit, forme pour une colonne de porcelaine un support extrêmement solide et rigide susceptible de subir toutes les sollicitations mécaniques pouvant être prévues dans cette application, sans déformation ou détérioration. Malgré cela, en cas de secousses sismiques, il forme un amortisseur isolateur de vibrations particulièrement efficace, protégeant la colonne fragile de porcelaine contre la destruction. Comme cela a déjà été dit, la raideur de l'élas tomère est choisie de façon que la fréquence propre de l'ensemble constitué par l'amortisseur isolateur et sa colonne rendue solidaire soit inférieure à- la fréquence de la colonne prise isolément. A titre d'exemple, la fréquence propre de l'amortisseur isolateur est de 0,8 à 2 Hz. Celle de l'ensemble de 0,8 Hz. Celle de la colonne seule de 1,2 à 1,4 Hz. Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes. Ainsi, toùt d'abord les passages décrits peuvent être supprimés à condition de fixer les éléments tels que 11 ou la colonne 1, par d'autres méthodes telles que collage ou soudure. De même, les plaques périphériques peuvent présenter des reliefs, pattes, goujons ou autres moyens de fixation permettant une fixation n'entra;- nant aucune interférence avec la plaque centrale 2. Dans ce cas, cette dernière peut par exemple être prolongée au-delà du pourtour des plaques periphérìques de façon à former des prolongements, par exemple en forme de patte ou d'oreille, permettant la fixation des pieds 11. Dans une autre-variante de l'invention, la plaque intermédiaire 2 peut n'être fixée à aucune autre partie et les pieds 11 seraient alors rendus solidaires de la plaque inférieure 4 alors que la colonne 1 ne serait rendue solidaire que de la seule plaque supérieure 3. Comme on l'a vu, l'épaisseur d'une couche élas- tomère est inférieure à 1/50 à 1/60 de la plus petite dimension transversale des plaques. Elle peut avantageusement être supérieure à 0,5 mm. D'autre part, les épaisseurs des couches d'élastomère et/ou la nature ou le module de l'élastomère, peuvent varier d'une couche à l'autre de façon à obtenir des amortissements adaptés à des fréquences différentes. On peut, grâce à l'invention, obtenir des coefficients de surtension (rapport de l'accélération de la charge à l'accélération d'excitation) de l'ordre de 2,8. D'une façon gEnErale, l'invention s'applique bien à l'amortissement de vibrations basse fréquence mais on peut également, en augmentant l'épaisseur totale des plaques par rapport à l'épaisseur totale du dispositif1 obtenir de très bonnes caractéristiques d'amortissement jusque dans les fréquences audibles Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau, sans pour cela s'éloigner ni de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Amortisseur isolateur pour la protection de matériels, notamment de matériel électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de plaques planes rigides (2, 3, 4) s'étendant parallèlement entre elles, deux plaques consécutives étant s-éparées chaque fois par une couc-he (5, 6) d'un matériau élastomère amortisseur adhérisé contre les faces en regard desdites plaques, l'une des plaques (2) présentant des moyens pour être fixée sur une structure fixe et l'autre (3,4) possédant des moyens pour supporter le matériel électrique de façon que l'amortisseur forme un support sur lequel ledit matériel (1) est monté. 2. Amortisseur isolateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre deux plaques consécutives, c'est-a-dire I'épaisseur de la couche élas- tomère, est inférieure à 1/50 à 1/60 de la plus petite dimension de la plaque. 3. Amortisseur isolateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite épaisseur est de l'ordre de 0,3 à 3 mm. 4. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le nombre de plaques est compris entre 3 et 10. 5. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module de cisaillement du matériau élastomère est tel que la fréquence propre de l'ensemble formé par l'amortisseur isolateur et le matériel électrique soit inférieure à la fréquence propre du matériel électrique considéré isolément. 6. Amortisseur isolateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le module de cisaillement du matériau élastomère est compris entre 2 et 22 bars. 7. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau élastomère possède un facteur d'amortissement interne élevé, tel que le népurane, les silicones- chargés, les isopoly butadiènes chargés. 8. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que toute les plaques sont identiques entre elles. 9. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que certaines des plaques présentent des formes différentes des autres pour constituer des pattes ou oreilles de liaison. 10. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que l'épaisseur des plaques est du même ordre que celle des couches elasto- mères. 11. Amortisseur isolateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'epaisseur des plaques est de l'ordre de 0,3 à 3 mm. 12. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux plaques extrêmes (3, 4) sont solidaires du matériel supporté alors qu'une plaque intermédiaire (2) est solidaire d'une structure' (11). 13. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'une des plaques extrêmes est solidaire du matériel alors que l'autre plaque extrême est solidaire de la structure. 14. Amortisseur isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens de fixation comportent des passages (7, 82 9) traversant les plaques et les couches élastomères, les diamètres au niveau des différentes plaques dans un même passage étant différents.