Brevet FR2560326A1 — publié le 19850830

Perfectionnements aux supports antivibratoires hydrauliques. L'invention concerne les dispositifs antivibra- toires destinés à Ctre interposes 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 relatifsà amortir des deux éléments rigides comprenant d'une part des oscillations de relativement grande amplitude (c'est-à-dire supérieure au mmn) à fréquence relativement basse (c'est-à-dire inférieure à 20 Hz) et d'autre part des vibrations de relativement faible amplitude (c'est-à-dire inférieure à 0,5 mm) à fré- quence 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 chassis de véhicule et le moteur de ce véhicule, les oscillations rela- tivement amples à amortir étant celles créées par les irre- gularités et variations de déclivité du sol lors de la cir- culation 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 cons- titués par un bottier étanche interposé entre les deux élé- ments rigides, bottier comportant deux pièces rigides soli- darisables respectivement avec les deux éléments rigides, une première paroi élastique reliant de façon étanche l'une des pièces rigides à une armature annulaire rigide faisant partie de la seconde pièce, cette paroi délimitant avec la - première pièce l'une des deux extrémités axiales du bottier, une seconde paroi élastique portée de manière étanche par l'armature annulaire et délimitant la seconde extrémité axiale du bottier, une cloison déformable également portée de manière étanche par l'armature annulaire, entre les deux parois élastiques, et divisant l'intérieur du bottier en deux chambres, ces deux chambres communiquant entre elles par le passage étranglé ci-dessus, des moyens pour limiter à une amplitude faible, c'est-à-dire inférieure à 1 mm les déformations de la cloison selon la direction axiale perpendiculaire à son plan moyen, et une masse liquide remplissant l'une des deux chambres et au moins la portion, de l'autre chambre, contiguë à la cloison déformable. Avec un tel support, une vibration de fré- quence élevée et de faible amplitude exercée entre les deux éléments rigides engendre des déplacements relatifs corres- pondants des deux pièces rigides, lesquels sont transmis à la cloison déformable par le liquide et se traduisent par une succession rapide de déformations alternatives de cette cloison perpendiculairement à elle-même, d'amplitude infé- rieure à la valeur maximum possible: les dimensions de la cloison sont en effet suffisantes pour que le liquide ne soit pas alors refoulé à travers le passage étranglé selon des sens opposés en synchronisme avec ladite 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 va- leur maximum possible et le liquide est alors refoulé à travers le passage étranglé, ce qui assure l'amortissement hydraulique désiré par étranglement de ce liquide. De nombreuses solutions ont été proposées pour constituer la cloison déformable, les moyens limitant les déformations de cette cloison et le passage étranglé. L'invention propose pour cette constitution une formule conduisant à une réalisation particulièrement éco- nomique, robuste et efficace. Selon cette formule, la cloison déformable est constituée par une membrane mince en matériau élastique entourée d'un bourrelet annulaire continu venu de moulage avec elle, ce bourrelet est appliqué d'une part, directement ou non, contre la paroi élastique en regard et d'autre part contre une rondelle métallique dont le bord extérieur débor- de radialement au-delà du bourrelet et est fixé sur l'arma- ture annulaire rigide ci-dessus, entre les deux parois élas- tiques, et le passage étranglé est essentiellement constitué par un canal curviligne délimité intérieurement par la face externe du bourrelet, sur l'une de ses faces axiales, par la rondelle, et extérieurement et sur son autre face axiale, par des plages de la susdite paroi élastique en regard. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la rondelle constitue la portion périphérique d'un dis- que mince perforé, - dans un support selon l'alinéa précédent, le bourrelet est encagé jointivement entre la rondelle et la portion péri- phérique d'un second disque métallique mince perforé de plus petit diamètre que le premier, - dans un support selon l'alinéa précédent, les moyens pour limiter l'amplitude des déformations de la membrane comprennent des saillies prévues sur cette membrane et/ou sur les faces, des disques, en regard de ladite membrane, - les saillies ci-dessus sont des bossages bombés, de pré- férence hémisphériques, venus de moulage avec la membrane, - la paroi élastique qui vient en contact,directement ou non, avec le bourrelet et qui délimite en partie le passage étranglé est la première paroi élastique ci-dessus, - la fixation du bord extérieur de la rondelle sur l'ar- mature annulaire rigide est assurée par serrage de ce bord entre une bague métallique appliquée axialement contre cette armature et un rebord annulaire rabattu d'une plaquette métallique comprise par ladite armature. L'invention comprend, mises à part ces dispo- sitions 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 préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axia- le un support antivibratoire hydraulique établi selon l'in- vention. La figure 2 montre en plan la cloison déforma- ble centrale comprise par ce support. Le support en question est destiné à être in- terposé verticalement entre un organe porteur rigide tel qu'un châssis de véhicule et un organe supporté rigide tel qu'un moteur à combustion interne. Ce support se présente sous la forme générale d'un bottier étanche comportant, d'une façon connue en soi: - une armature annulaire 1 prolongée horizontalement par deux pattes perforées 2 solidarisables, notamment par boulonnage, avec l'organe porteur et renforcées par des rebords rabattus 21 - un chapeau rigide 3, par exemple en forme de boulon dont la portion filetée s'étend vers le haut, solidarisa- ble avec l'organe supporté, - une paroi tronconique épaisse et étanche 4 en caout- chouc ou matériau élastique analogue adhérée respectivement sur l'armature 1 et sur le chapeau 3 et propre à résister élastiquement à la compression axiale, - - et une paroi élastique étanche 5 dont le pourtour est fixé de façon étanche sur l'armature annulaire 1. Une cloison déformable 6 divise l'intérieur de ce bottier en deux chambres A et B, toutes les deux remplies de liquide. La communication du liquide entre ces deux chambres est effectuée exclusivement à travers un passage étranglé 7 constamment ouvert. C'est essentiellement sur la constitution de la cloison 6 et de son environnement, y compris le passage 7, que porte la présente invention. La cloison 6 en question est ici constituée par une membrane élastique mince, en caoutchouc ou matériau élastomè- re, enrourée par un bourrelet annulaire continu 8 plus épais qu'elle et venu de moulage avec elle. La plupart des éléments ici considérés, et en par- ticulier l'armature 1, les parois élastiques 4 et 5, la mem- brane 6 et son bourrelet 8 présentent des formes de révolu- tion autour du même axe X. Cet axe X définit une direction qui est appelée "axiale" dans le présent mémoire et qui est verticale dans l'exemple illustré. De même les deux parois élastiques 4 et 5 sont sup- posées dans ce qui suit situées respectivement en haut et en bas,pour simplifier la descriptions mais de façon nonlimitative. Le bourrelet 8 est délimité axialement par deux fa- ces transversales planes parallèles et extérieurement par une face cylindrique de révolution de diamètre d. Ce bourrelet 8 est enserré entre deux disques métal- liques minces perforés 9 et 10 prenant appui respectivement sur ses deux faces planes. Le premier disque 9 présente un diamètre D supérieur à d et son pourtour 91 est fixé sur l'armature annulaire 1. Cette fixation est assurée par serrage dudit pour- tour 91 entre d'une part l'extrémité axiale inférieure d'une bague cylindrique 1il dont l'extrémité axiale supérieure est appliquée axialement contre l'armature 1 et d'autre part le bord annulaire inférieur 12, rabattu vers l'axe puis vers le haut à la façon d'un sertissage, d'un collet métallique 12 qui entoure jointivement ladite bague 11 et dont un prolon- gement radial 122 est soudé sur ladite armature 1. Entre le pourtour 91 et le bord serti 121 sont ser- rés en outre: - le bord 51 de la paroi élastique 5, laquelle est avan- tageusement constituée par une feuille mince plissée très déformable, - et le bord 131 d'un capot inférieur de protection 13 perforé en son centre 14. Le diamètre du second disque 10 est égal à ce- lui d du bourrelet 8. Le pourtour de ce second disque vient en contact avec une portée complémentaire ménagée dans la face inté- rieure de la paroi élastique 4. Quant au passage étranglé 7, il comporte essen- tiellement un canal incurvé 71 en arc de cercle autour de l'axe X et s'étend sur un arc généralement compris entre et 300 . Ce canal 71 est délimité: - intérieurement par la face cylindrique externe du bour- relet 8, - inférieurement par une plage annulaire 92' du premier disque 9, intérieure à son pourtour 91, - extérieurement et supérieurement, par deux faces cor- respondantes ménagées dans la base de la paroi élastique 4. Les communications entre les deux extrémités de ce canal curviligne 71 et respectivement les deux cham- bres A et B sont assurées très simplement, la première par une lumière 72 évidée dans la plage 92 du premier disque 9 et la seconde par une rainure coudée 73 creusée dans la face-intérieure de la paroi 4. Le canal curviligne 71 qui.vient d'être décrit peut être réalisé d'une manière extrêmement simple, n'exi- geant aucun creusement de tunnel dans une pièce massive rigide ou élastique: ce canal est automatiquement réalisé par la simple juxtaposition mutuelle du disque 9, de la membrane 6, 8 et de l'embase de la paroi 4. Il est à noter en outre que la présence d'un organe rigide métallique, savoir le disque 9, parmi ceux qui délimitent directement ledit canal curviligne 71 confè- re à ce dernier le minimum d'indéformabilité requis à la longue. On voit sur la figure 1 que la base de la pa- roi élastique 4 est en définitive constituée par une jupe cylindrique relativement épaisse 41 d'axe X reposant inf.é- rieurement sur le disque 9 et interposée radialement et jointivement - à l'exception de sa portion basse évidée partiellement par le canal curviligne 7 - entre le bourre- let 8 et la bague 11. La différence entre les épaisseurs axiales de la membrane 6 et de son bourrelet 8 est largement supé- rieure à l'amplitude des débattements autorisés pour cette membrane, amplitude qui doit être inférieure à 0,5 mm, ain- si que dit plus haut. Pour obtenir une telle limitation, on fait com- prendre à l'une et/ou à l'autre des faces en regard de la membrane 6 et des disques 9 et 10 des saillies appropriées. Dans le mode de réalisation illustré, ces sail- lies sont constituées par des bossages hémisphériques 15 venus de moulage avec la membrane 6. L'un de ces bossages est ici prévu au centre de chacune des deux faces de la membrane et est entouré par une couronne de quatre autres bossages identiques. Mais bien entendu les bossages en question pourraient affecter des formes différentes, par exemple cel- le de nervures à crêtes arrondies, et/ou Ctre répartis autrement, par exemple selon plusieurs couronnes concentri- ques. Le fonctionnement du support antivibratoire hydraulique décrit ci-dessus est celui qui a été indiqué précédemment: - tant qu'il s'agit d'amortir les vibrations, de l'or- gane supporté, présentant une fréquence relativement éle- vée et une petite amplitude (savoir de l'ordre du dixième de mm), les déplacements correspondants de la masse de li= quide contenue dans le support sont totalement compensés par les déformations de la membrane 6 sans que l'étrangle- ment de ce liquide dans le passage 7 puisse jouer un role quelconque, quelconque, - au contraire, lorsqu'un déplacement relatif entre l'or- gane porteur et l'organe supporté est relativement lent et dépasse l'amplitude correspondant à la course maximum de la membrane 6, le liquide de l'un des compartiments A et B est refoulé dans l'autre à travers le passage 7, lequel assure un amortissement "hydraulique" au sens classique. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support antivibratoire dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce support présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, en particulier les suivants: - l'efficacité et le silence du fonctionnement, comme il résulte de l'expérience, - la robustesse et la longévité, vu que ledit support fait appel uniquement à des composants mécaniquement résistants et peu sollicités en déformation au cours de leur fonction- nement, - la simplicité de la fabrication et du montage et donc le faible prix de revient. 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 de ses modes d'application et de réalisa- tion qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment les suivantes. La limitation des amplitudes de déformation de la mem- brane 6 pourrait être assurée autrement que par butée axia- le de portions de cette membrane contre des portions en re- gard de disque perforés fixes 9 et 10. C'est ainsi que cette limitation pourrait être assurée par l'incorporation d'une armature inextensible dans la membrane ou par un choix judicieux du matériau constitutif de cette membrane (éventuellement une matiè- re plastique) ou encore par prévision de gorges appropriées dans les faces de ladite membrane, les gorges évidées dans chaque face étant ouvertes, avec par exemple leurs faces parallèles, pour l'état plat de la membrane, et au contrai- re fermées lorsque ladite face atteint sa concavité maximum: ces gorges peuvent présenter la forme générale d'une spirale s'étendant sur toute la face considérée de la membrane, ou encore celle de cercles concentriques. Dans de tels cas, les disques ne sont plus né- cessaires et l'on peut supprimer du support ci-dessus décrit le second disque 10 et/ou la portion centrale du premier dis- que 9; dans chaque cas, on conserve la zone périphérique de ce premier disque 9, laquelle se limite alors à une ron- delle dont la portion interne porte le bourrelet 8 et dont les portions médiane et externe correspondent respectivement aux arceaux 92 et 91 ci-dessus. Lorsque le second disque 10 est supprimé, le bourrelet 8 est directement en contact, axialement et ra- dialement, avec la paroi élastique 4 au niveau de la portion, de son bord externe, la plus éloignée du premier disque ou de la rondelle qui vient d'être définie. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire destiné à être in- terposé aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides,constitué par un bottier étanche interpo- sé entre les deux éléments rigides, bottier comportant deux pièces rigides (2, 3) solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides, une première paroi élasti- que (4) reliant de façon étanche l'une des pièces rigides (3) à une armature annulaire rigide (1) faisant partie de la seconde pièce (2), une seconde paroi élastique (5) por- tée de manière étanche par l'armature annulaire (1), une cloison déformable (6) également portée de manière étanche par l'armature annulaire, entre les deux parois élastiques, et divisant l'intérieur du bottier en deux chambres (A, B), ces deux chambres communiquant entre elles par un passage étranglé (7), des moyens pour limiter à une amplitude fai- ble, c'est-à-dire inférieure à 1 mm, les déformations de la cloison selon la direction axiale perpendiculaire à son plan moyen, et une masse liquide remplissant l'une des deux chambres et au moins la portion, de l'autre chambre, conti- guë à la cloison déformable, caractérisé en ce que la cloi- son déformable est constituée par une membrane mince (6) en matériau élastique entourée d'un bourrelet annulaire con- tinu (8) venu de moulage avec elle,en ce que ce bourrelet est appliqué d'une part, directement ou non, contre la paroi élastique en regard (4) et d'autre part contre une rondelle métallique dont le bord extérieur (91) déborde radialement au-delà du bourrelet et est fixé sur l'armature annulaire rigide ci-dessus, entre les deux parois élastiques (4, 5), et en ce que le passage étranglé (7) est essentiellement constitué par un canal curviligne (7I) délimité intérieure- ment par la face externe du bourrelet, sur l'une de ses fa- ces axiales, par la rondelle (en 92)' et extérieurement et sur son autre face axiale, par des plages de la susdite pa- roi élastique en regard (4). 2. Dispositif antivibratoire selon la revendica- l tion 1, caractérisé en ce que la rondelle constitue la por- tion périphérique d'un disque mince perforé (9). 3. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le bourrelet (8) est encagé jointivement entre la rondelle et la portion périphérique d'un second disque métallique mince perforé (10) de plus petit diamètre que le premier (9). 4. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que les moyens pour limiter l'am- plitude des déformations de la membrane (6) comprennent des saillies prévues sur cette membrane et/ou sur les faces, des disques, en regard de ladite membrane. 5. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les saillies sont des bossages bombés (15), de préférence hémisphériques, venus de moulage avec la membrane (6). 6. Dispositif antivibratoire selon l'une quelcon- que des précédentes revendications, caractérisé en ce que la paroi élastique qui vient en contact, directement ou non, avec le bourrelet (8) et qui délimite en partie le passage étranglé (7) est la première paroi élastique (4). 7. Dispositif antivibratoire selon l'une quelcon- que des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fixation du bord extérieur (91) de la rondelle sur l'ar- mature annulaire rigide (1) est assurée par serrage de ce bord entre une bague métallique (11) appliquée axialement contre cette armature et un rebord annulaire rabattu (121) d'une plaquette métallique comprise par ladite armature.