Brevet FR2555273A1 — publié le 19850524

Perfectionnements apportés aux supports antivibratoires hydrauliques. L'invention concerne les dispositifs antivibratoires destinés à être interposés aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, l'amortissement faisant intervenir le refoulement d'un liquide à travers un passage étranglé, et les déplacements relatifs à amortir des deux éléments rigides comprenant d'une part des oscillations de relativement grande amplitude (c'est-à-dire supérieure au mm) à fréquence relativement basse (c'est-àdire inférieure à 20 Hz) et d'autre part des vibrations de relativement faible amplitude (c'est-à-dire inférieure à 0,5 mm) à fréquence relativement élevée (c'est-à-dire supérieure à 20 Hz). A titre d'exemple non limitatif, on indique que de tels supports peuvent être montés entre un châssis de véhicule et le moteur de ce véhicule, les oscillations relativement amples à amortir étant celles créées par les irrégularités et variations de déclivité du sol lors de la circulation du véhicule sur ce sol et les vibrations à amortir étant celles dues au fonctionnement du moteur. L'invention concerne plus particulièrement, parmi les supports du genre en question, ceux qui sont constitués par un boitier étanche interposé entre les deux éléments rigides, boîtier comportant deux pièces rigides soli darisables -respectivement avec les deux éléments rigides, une première paroi élastique reliant de façon étanche l'une des deux pièces rigides à une armature annulaire rigide faisant partie de la seconde pièce, cette première paroi déli mitant avec la première pièce l'une des deux extrémités axiales du boitier et assurant le role de support entre les deux pièces, ce pour quoi elle présente une bonne résistance à la compression axiale, une seconde paroi élastique portée de manière étanche par l'armature annulaire et délimitant la seconde extrémité axiale du boitier, une cloison déformable également portée de manière étanche par l'armature annulaire, entre les deux parois élastiques, et divisant l'intérieur du boitier en deux chambres, savoir une chambre de travail comprise entre la cloison et la première paroi élastique et une chambre de compensation comprise entre la cloison et la seconde paroi élastique, ces deux chambres communiquant entre elles par le passage étranglé ci-dessus, des moyens pour limiter à une amplitude faible, c'est-a-dire inférieure à 1 mm, les déformations de la cloison selon la direction axiale perpendiculaire à son plan moyen, et une masse liquide remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé. Avec un tel support, une vibration de fréquence élevée et de faible amplitude exercée entre les deux élé- ments rigides engendre des déplacements relatifs correspondants des deux pièces rigides, lesquels sont transmis à la cloison déformable par le liquide contenu dans la chambre de travail et se traduisent par une succession rapide de déformations alternatives de cette cloison perpendiculairement à elle-même, d'amplitude inférieure à la valeur maximum possible : les dimensions de la cloison sont choisies suffisantes pour que celle-ci puisse ainsi absorber les déplacements signalés sans que le liquide soit refoulé à travers le passage étranglé selon des sens opposés en synchronisme avec la vibration. Au contraire, pour les oscillations d'amplitude plus élevée et de fréquence plus basse, l'amplitude des déformations correspondantes de la cloison atteint sa valeur maximum possible et le liquide est alors refoulé à travers le passage étranglé, ce qui assure l'amortissement hydraulique de ce liquide par son étranglement dans ce passage. Les modes de réalisation connus des supports du genre indiqué assurent une bonne absorption des vibrations engendrées entre les deux éléments rigides tant que la fréquence de ces vibrations demeure inférieure à 150 Hz. Nais ils conduisent à une rigidification du support au voisinage de cette fréquence et au-delà, ce qui peut se traduire par la création de bruits désagréables. Cette limitation peut s'expliquer en particulier - par le fait qu'il est difficile de donner à une cloison déformable unique des caractéristiques de déformabilité adaptées simultanément à des fréquences de vibration réparties sur une large gamme, tout en limitant suffisamment l'ampli- tude de ses déformations pour qu'aux fréquences basses l'amortissement soit assuré normalement, c'est-à-dire par étranglement du liquide, - et par le fait que ladite cloison unique est noyée dans le liquide d'amortissement, lequel est appliqué contre les deux faces de cette cloison et exerce donc sur celle-ci un effet de tampon. L'invention a pour but, surtout, d'augmenter considérablement les possibilités de réglage des caractéristiques d'amortissement à haute fréquence des supports du genre en question, notamment en repoussant à 200 Hz et même au-aelà le seuil de rigidification de ces supports. A cet effet les supports du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce qu'une portion de la paroi délimitant avec la cloison déformable leur chambre de travail est constituée par une seconde cloison déformable de faible inertie dont la face extérieure est directement en contact avec l'atmosphère, des moyens étant prévus pour limiter à une valeur faible, c 'est-à-dire inférieure à 1 mm, l'amplitude des déformations de cette seconde cloison déformable selon la direction perpendiculaire à son plan moyen. Dans des modes de réalisation particuliers, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la seconde cloison déformable est montée sur la première pièce rigide, - la seconde cloison déformable divise de façon étanche l'intérieur de la chambre de travail en deux volumes distincts dont le premier, rempli de liquide, constitue cette chambre proprement dite et dont le second constitue une poche mise à l'air libre, - la seconde cloison déformable est constituée par un disque rigide enchâssé dans une bague déformable, - la seconde cloison déformable-est constituée intégralement en un matériau déformable. L'invention comprend, mises à part ces dispositions 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 un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ciannexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axiale un support antivibratoire hydraulique établi conformément à l'invention. La figure 2 est un graphique faisant apparaître l'intérêt de ce support. Ledit support est destiné à être interposé verticalement entre un organe porteur rigide tel qu'un châssis de véhicule et un organe supporté rigide tel qu'un moteur à combustion interne. Les termes "haut, bas, supérieur et inférieur" utilisés dans la description qui suit le sont à titre d'exemple non limitatif car le support décrit peut parfairement être utilisé à l'envers du sens adopté pour cette description. Le support considéré se présente sous la forme générale d'un boiter étanche comportant - une cuvette inférieure 1 présentant un bord annulaire 11 évasé horizontalement vers l'extérieur et dont le fond est ajouré en 12 et est traversé en son centre par la tête d'un boulon de fixation 2 s'étendant vers le bas, ladite tête étant fixée sur ce fond par soudure, - une bague 3 présentant un profil en C ouvert vers l'axe vertical de l'ensemble et rapportée contre le bord 1 1 de la cuvette d'une façon qui sera précisée plus loin, - un chapeau composé d'un auget 4 et d'un boulon 5 s'étendant vers le haut, boulon dont la tête inférieure est fixée sur le fond de l'auget par l'intermédiaire d'un coussin élastique 6, - une parci tronconique épaisse et étanche 7 en caoutchouc ou matériau élastique analogue présentant une bonne résistance à la compression axiale et adhérée respectivement sur l'auget 4 et sur la bague 3, - et une paroi élastique étanche 8 dont le pourtour est fixé de façon étanche sur la bague 3,paroi de préférence constituée par une membrane flexible mince plissée selon des anneaux concentriques. rJne cloison déformable 9 divise l'intérieur du boiter en deux chambres, savoir une chambre supérieure "de travail A, du côté de la paroi 7, et une chambre inférieure "de compensation" B du côte de la paroi 8. Ces deux chambres A et B sont remplies de liquide et la commlunication entre elles est assurée en permanence à travers un passage étranglé 10. Dans le mode de réalisation illustré, la cloison 9 est constituée par une membrane flexible dont le bord est fixé sur un siège annulaire rigide 11. Ce siège 11 comprend lui-même un rebord extérieur annulaire 111, lequel est serré axialement contre le bord 1 1 de la cuvette 1 et contre le pourtour de la paroi 8 par sertissage de la bague 3 chevauchant ces trois éléments. Cette bague 3 comprend avantageusement un prolongement supérieur 31 évasé vers le haut et formant armature de renfort pour la base de la paroi élastique 7, dans laquelle il est noyé. Le passage 10 est ici constitué par un canal curviligne évidé dans le siège 11, canal s'étendant selon un arc de cercle généralement compris entre 180 et 3009 et raccordé à ses deux extrémités avec respectivement les deux chaibres A et B. Des moyens sont en outre prévus pour limiter les déformations de la membrane 9 à une amplitude faible, savoir inférieure à 1 mm. Ces moyens sont par exemple constitués - par une armature souple et inextensible, telle qu'une toile métallique, noyée dans l'épaisseur de la membrane, - ou encore par des butées mécaniques constituées notamment par des disques perforés disposés de part et d'autre de la membrane, - ou bien par un choix particulier du matériau constitutif de la membrane, ce matériau étant par exemple la matière thermoplastique connue sous la désignation commerciale Hytrel, - ou par une conformation particulière de ladite membrane, des gorges annulaires ou en spirale à section reetangulaire étant notamment evidées dans chaque face de la membrane de façon telle que la concavité maximum de chaque face soit obtenue par la fermeture des gorges correspondantes. En outre, dans le mode de réalisation particulier illustré sur la figure 1 - on fait porter par le bord, de la membrane 9, rapporté sur le siège 11, une rondelle "flottante" 12 conforme aux enseignements du brevet FR n082 03546 de la demanderesse,rondelle dont le bord interne, rabattu vers le haut,longe extérieurement une collerette 13 solidaire de ladite membrane, - et on intercale jointivement entre la paroi 7 et le siège 11 le bord, rabattu vers le bas, d'un disque métallique 14 perforé en 15, de façon telle que ce disque soit légèrement écarté de la membrane 9 et de sa collerette 13. Ces mesures accroissent sensiblement la longévité de la membrane et suppriment ses risques de claquement. C'est à 11 extrémité axiale, de la chambre de travail A, la plus éloignée de la cloison 9, qu'est localisé le perfectionnement apporté par la présente invention. Ce perfectionnement consiste à constituer une portion de la paroi délimitant cette extrémité axiale par une seconde cloison déformable 16 présentant une petite impédance et une amplitude de déformation limitée, la face, de cette seconde cloison, extérieure à la chambre A étant mise à l'air libre. Dans le mode de réalisation de la figure 1, cette seconde cloison 16 obture de façon étanche la base d'une caverne 17 évidée sous l'auget 4, ce qui délimite au-dessus d'elle une poche C, et cette poche C est mise à l'air libre par au moins un canal 18 traversant successivement l'auget 4 et le coussin 6. Seule alors la portion, de la chambre intérieure à la paroi 4, qui est disposée au-dessous de la cloison 16, est remplie de liquide et constitue la chambre de travail A proprement dite. La constitution de la seconde cloison 16 et les moyens adoptés pour limiter l'amplitude de ses débattements peuvent être du même type que pour la première cloison 9, laquelle diffère surtout de la seconde cloison en ce qu'elle est plus grande. C'est ainsi que cette seconde cloison pourrait être constituée par une membrane déformable, armée ou non, à faces rainurées ou non, encadrée ou non par des butées de fin de course. Mais dans le cas illustré, la seconde cloison 16 est constituée par un disque métallique mince 161 raccordé à sa périphérie à un collet cylindrique 162, collet enchâssé dans une bague élastique 163 elle-même adhérée à l'inté- rieur d'une virole métallique 164 qui est fixée sur la base de l'auget 4, notamment par emmanchement à force. La seconde cloison déformable 16 est de préférence circulaire, coaxiale et parallèle à la première, comme illustré, l'ensemble du support étant alors de révolution autour de l'axe vertical commun des deux cloisons. La présence de cette seconde cloison déformable 16 joue un rôle analogue à celui joué par la première cloison déformable pour ce qui est de l'absorption des vibrations à fréquence élevée. Ce rôle absorbeur est même accentué du fait de la mise à l'air libre de l'une des faces de la seconde cloison considérée, qui facilite les déformations de cette seconde cloison. L'influence bénéfique de ladite seconde cloison s'ajoute à celle de la première cloison déformable, ce qui permet de reculer vers les fréquences élevées le seuil de rigidification du support considéré et en particulier de supprimer les bruits dont la fréquence est de l'ordre de 150 Hz. Le graphique de la figure 2 fait apparaitre clairement l'avantage en question. Sur ce graphique, on a porté en ordonnées la raideur K du support et en abscisses la fréquence f des oscillations ou vibrations à amortir. La courbe M en traits interrompus concerne les constructions connues comportant une seule cloison déformable alors que la courbe N en trait plein concerne les nouveaux supports selon l'invention. On voit que le pic situé aux alentours de 150 Hz pour les constructions connues a disparu pour les supports selon l'invention et est reporté aux alentours de 200 Hz. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support dont la constitution, le fonctionnement et les avantages (en particulier la possibilité de reculer vers les fréquences élevées le seuil de rigidification) résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment : - celles où la surface, de la seconde cloison déformable, extérieure à la chambre A serait exposée à l'atmosphère directement et non par l'intermédiaire d'une poche communiquant avec l'atmosphère par au moins un canal. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire destiné à être in terposé aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, constitué par un boltier étanche interposé entre les deux éléments rigides, boîtier comportant deux pièces rigides (1-3, 4-6) solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides, une première paroi élastique (7) reliant de façon étanche l'une des deux pièces rigides (4-6) à une armature annulaire (3) faisant partie de l'autre pièce (1-3) et assurant le rôle de support entre les deux pièces, une seconde paroi élastique (8) portée de manière étanche par l'armature annulaire (3), une cloison déformable (9) également portée de manière étanche par l'armature annulaire, entre les deux parois élastiques, et divisant l'intérieur du boîtier en deux chambres (A, B), savoir une chambre de travail (A) comprise entre la cloison déformable (9) et la première paroi élastique (7) et une chambre de compensation (B) comprise entre la cloison déformable (9) et la seconde paroi élastique (8),ces deux chambres communiquant entre elles par un passage étrangle (10), des moyens pour limiter à une amplitude faible, c'est-à-dire inférieure à 1 mm, les déformations de la cloison (9) selon la direction axiale perpendiculaire à son plan moyen, et une masse liquide remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé, caractérisé en ce qu'une portion de la paroi (4-7) délimitant avec la cloison déformable (9) la chambre de travail (A) est constituée par une seconde cloison déformable (16) de faible inertie dont la face extérieure est directement en contact avec l'atmosphère, et en ce que des moyens sont prévus pour limiter à une valeur faible, c'est-à-dire inférieure à 1 mm, l'amplitude des déformations de cette seconde cloison déformable (16) selon la direction perpendiculaire à son plan moyen. 2. Dispositif antivibratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde cloison defor- mable (16) est montée sur la première pièce rigide (4). 3. Dispositif antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde cloison déformable (16) divise de façon étanche l'intérieur de la chambre de travail (A) en deux volumes distincts dont le premier, rempli de liquide, constitue cette chambre proprement dite et dont le second constitue une poche (C) mise à l'air libre par au moins un canal (17). 4. Dispositif antivibratoire selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la seconde cloison déformable (16) est parallèle à la première (9). 5. Dispositif antivibratoire de révolution selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde cloison déformable (16) est circulaire et coaxiale à la premiEre (9). 6. Dispositif antivibratoire selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la seconde cloison déformable est constituée par un disque rigide (161) enchâssé dans une bague déformable (162). 7. Dispositif antivibratoire selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que la seconde cloison déformable est constituée intégralement en un matériau déformable.