Brevet FR2572338A1 — publié le 19860502

ATTACHE ELASTIQUE D'AMORTISSEUR La présente invention se rapporte a une attache élastique d'amortisseur à amortissement intégré, notamment pour suspension de véhicules automobiles. Dans les dispositifs existants, les amortisseurs hydrauliques du type télescopique sont fixés'un côté au bras de suspension et de l'autre côté au châssis de la voiture, par l'interné- diaire de-tampons élastiques. Ceux-ci ont pour but d'empêcher les chocs et vibrations en provenance de la route de se transmettre à la caisse elle-même. Ils doivent par conséquent remplir un double rôle : - de filtre, et pour ce faire présenter une faible rigidité pour les mouvements vibratoires autour de la position d'équilibre, - de butée élastique, dans le cas de chocs brutaux. Dans ce cas, en effet, l'amortisseur nta pas le temps de répondre et se comporte comme un élément rigide. I1 est par ailleurs souhaitable que la transition entre ces deux fonctions se fasse de façon continue par une progression constante, afin de diminuer le bruit causé par la prise de contact avec la butée. De tels dispositifs connus sont essentiellement constitués de blocs en élastomère agencés de fanon à procurer une faible rigidité déterminant la fonction filtre sur une certaine course, puis une rigidité plus importante assurant la fonction butée élastique au-delà de cette course. De la rigidité dépend : - la transmission à la carrosserie des vibrations de faibles amplitudes. Par conséquent, le confort acoustique et vibratoire sera d'autant meilleur que cette rigidité sera faible, - la limitation des mouvements de la tige d'amortisseur. Le confort étant amélioré quand les butées élastiques interviennent le moins souvent possible, il est donc souhaitable que la rigidité soit la plus élevée possible, en contradiction avec le cas précédent. Ces deux souhaits antagonistes conduisent à retenir un comme promis qui, par définition, ne peut être pleinement satisfaisant au niveau du confort. On a pensé ajouter une fonction amortissement à des attaches élastiques d'amortisseurs en élastomère en utilisant un élas tomère possédant des propriétés amortissantes élevées. Cependant, cette solution ne donne pas satisfaction du fait des faibles qualités de tenue en endurance de ce type d'élastomàre et du phénomène de rigidification dynamique qui est d'autant plus élevée que l'amortissement est élevé. Par conséquent, par cette voie, on ne peut obtenir à la fois la faible rigidité souhaitée pour le confort et l'amortissement élevé evitant la venue en butée lors des chocs plus importants. La présente invention sera décrite à titre d'exemple non limi- tatif au regard des figure 1 à 4 ci-jointes qui se rapportent respectivement : - la figure 1 à une coupe médiane d'une attache selon l'invention, en position, entre l'amortisseur et la caisse qui le supporte, - les figures 2 à 4, à des détails en coupe, grossis, relatifs à trois variantes de l'attache selon l'invention. En se rapportant à la figure 1, on voit que 1' attache élastique d'amortisseur selon l'invention est essentiellement constituée de 2 blocs 1 et 2 en élastomère adhérisés respectivement lors de leur vulcanisation aux amartures 3,4 et 5,6. Les armatures 4 et 6 sont liées solidement entre elles et hermétiquement par exemple par emmanchement à force et sont con çues de façon à y relier solidement la tige 12 de l'amortisseur. Les armatures 3 et 5 sont liées solidement entre elles et hermétiquement, par exemple par soudage ou sertissage et sont munis de dispositifs, par exemple des vis 10, permettant leurs fixations rigides à la carrosserie 11 du véhicule. La chambre étanche 7, ainsi constituée, est remplie totalement ou partiellement d'un volume de matériau amortissant. 2 Ce matériau possède une viscosité dynamique comprise entre 10 et 1033. Poiseuille à température ambiante. Il dissipe au moins partiellement l'énergie incidente nécessaire à sa déformation, qui peut se reproduire un nombre quasi infini de fois, sans entraîner sa dégradation. Ce matériau peut être une huile ou une dispersion visqueuse et poseuse comprenant par exemple une huile de viscosité comprise 7 entre 102 et 5.107 centistokes à la température de 25"C et un ou plusieurs types de charges solides réparties de manière homogène dans cette huile, le rapport masse de charges solides sur masse d'huile pouvant varier de 2 à 10. De bons résultats ont été obtenus par exemple avec un matériau constitué d'une huile de type silicone de viscosité comprise entre 103 et 106 centistokes à 25"C, les charges solides étant des billes de verre de granulométrie comprise entre 40 et 90 microns, le rapport des masses billes de verre sur huile variant de 3 à 8. Le remplissage avec le matériau amortissant de la chambre 7 s'effectue avant ou après fixation de l'armature 3 sur l'armature 5. Dans ce dernier cas, au moins une des armatures 3 ou 5 doit être munie d'un dispositif permettant le remplissage, par exemple une valve assurant une étanchéité parfaite de ladite chambre 7 après son remplissage. L'attache élastique qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante : les déformations du caoutchouc 1 et 2 s'effectuant à volume constant, tout déplacenent relatif des armatures 4-6 par rapport aux armatures 3-5 entrasse une déformation de la géométrie de la chambre 7 et par conséquent du matériau amortissant qu'elle contient avec absorption d'une partie de l'énergie incidente entraînant un gain appréciable sur la valeur de l'amortissement. On voit immédiatement que la valeur de ce gain dépend - de l'amplitude du déplacement considéré, - du matériau amortissant utilisé, particulièrement de sa plus ou moins grande incompressibilité et de sa qualité amortissante pour un déplacement donné, - de la géométrie des blocs en élastomère. On remarquera que le dispositif ci-dessus présente bien les avantages suivants son encombrement est identique à celui des attaches élastiques "tout caoutchouc", . il apporte de l'amortissement quelle que soit la direction de la sollicitation. Le détail de la figure 2 est conforme à la représentation qui vient d'être décrite. Une amélioration du dispositif ci-dessus est visible à la figure 3. Cette variante, correspondant à la représentation de la figure 1, possède en outre un élément 8 appelé "piston", lié rigidement et hermétiquement aux armatures 4 et 6 ; celui-ci est soumis aux mêmes déplacements que les armatures 4 et 6. On utilisera de préférence un dispositif de ce type lorsque l'on recherchera des valeurs très élevées d'amortissement. Ce résultat sera obtenu en choisissant la géométrie du piston 8 de façon que la déformation du matériau absorbant soit maximale pour un déplacement relatif donné des armatures (4-6) et (3-5). Dans ce cas, l'amortissement sera important même si ce déplacement relatif est de très faible amplitude. Ce fort amortissement entraîne par contre une rigidité élevée et par conséquent une dégradation du filtrage, donc du confort. Pour remédier à cet inconvénient, on améliorera cette première variante en la modifiant dans le sens de la figure 4 selon laquelle le piston 8 est remplacé par un dispositif appelé "piston filtré" qui autorise des déplacements relatifs des armatures (3-5)-et (4-6) sans que le piston 8 ne déforme le matériau amortissant, ces déplacements relatifs étant étroitement liés au jeu mécanique, choisi arbitrairement et réalisé lors de l'assemblage des parties 4 et 6. Le filtrage peut être simplement réalisé par une différence entre les dimensions du piston 8 et les dimensions de son logement 20, le piston 8 étant maintenu en place dans le logement 20 au moyen de lèvres 13-14 prolongeant les blocs d'élastomère 1-2. Ainsi, pour des déplacements de faible amplitude, on aura un faible amortis sement et par suite une basse rigidité.Par contre, pour des déplacements plus importants le piston 8 est entraîné par les armatures (4-6), ce qui détermine un amortissement élevé. On constate donc que l'attache selon l'invention est essentiellement constituée d'une enceinte souple en élastomère 1-2 assurant la fonction rigidité et d'un volume de matériau facilement déformable, du type pâte a modeler, qui assure la fonction amortissement. C'est cette dernière fonction qui distingue le dispositif ci-dessus des dispositifs antérieurement connus. De la dissipation d'énergie qui en découle résultera, pour une rigidité donnée, une limitation des débattements de la tige d'amortisseur et donc une réduction des possibilités d'intervention des butées, d'où l'amélioration du confort, et pour un amortissement satisfaisant du point de vue de la limitation des débattements, une réduction de la valeur de la rigidité, et par conséquent une diminution des vibrations transmises à la carrosserie, d'où une amélioration du confort. Un autre avantage apporté par la présente invention réside dans le fait que globalement l'attache constitue un élément amortisseur indépendant dans la suspension du véhicule. I1 en découle que les vibrations de train du véhicule seront atténuées même si l'amortisseur principal du véhicule ne fonctionne pas. Ce type de situation apparatt lorsque les forces appliquées, dans des sens opposés, aux deux extrémités de l'amortisseur principal sont trop faibles pour entraîner son fonctionnement normal. L'amortisseur se comporte alors comme un élément rigide et par conséquent la suspension du véhicule ne dissipe plus aucune énergie. L'attache élastique, objet de l'invention, pallie cet inconvénient du fait qu'elle apporte de l'amortissement dès qu'elle est sollicitée, ceci indépendamment des forces en présence. Par exemple, on dissipera l'énergie vibratoire de la suspension lorsque celle-ci sera excitée à des frequences proches de ses fréquences propres, 11 ensemble de la suspension se comportant alors comme une masse rigide suspendue d'une part sur le pneumatique, d'autre part sur les attaches élastiques la reliant à la caisse du véhicule. REVENDICATIONS 1. Attache élastique d'amortisseur, notamment pour suspension de véhicule automobile, caractérisée per le fait qu'elle est essentiellement constituée d'une enceinte comportant des armatures 3-4-5-6 et de parois souples en élastomère 1-2 donnant à l'attache sa rigidité, et d'un matériau facilement déformable assurant une fonction d'amortissement, inclu dans ladite enceinte. 2. Attache élastique selon la revendication caractérisée en ce qu'elle comporte une paire d'armatures 4-6 solidaires de la tige 12 de l'amortisseur, une autre paire d'armatures 3-5 soli darisées entre elles ainsi qu'à la carrosserie 11 du véhicule, chacune des armatures 4-6 étant respectivement réunie à une armature 3-5 par un bloc élastomère 1-2 qui leur sont adhérisées, déterminant ainsi une chambre étanche 7 remplie au moins partiellement par un matériau amortissant. 3. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le matériau amortissant possède une viscosité dynamique comprise entre 10-2 et 10 93. Poiseuille à température ambiante. 4. Attache élastique selon la revendication 3 caractérisé en ce que le matériau est une huile de viscosité comprise entre 102 7 et 5.107 centistokés à la température de 250C, comportant une charge solide répartie de manière homogène, le rapport des masses de la charge sur l'huile étant de l'ordre de 2 à 10. 5. Attache élastique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le matériau amortissant est une huile de type silicone de viscosité comprise entre109 et 106 centistokes à 250C, les charges solides étant des billes de verre de granulométrie de l'ordre de 40 à 90 microns, le rapport des masses de billes de verre sur l'huile étant compris entre 3 et 8. 6. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un piston 8 est directement fixé entre les armatures 4-6, sa partie libre étant enfoncée dans le matériau amortissant. 7. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le piston 8 est situé dans un logement 20 de plus grandes dimensions, dans lequel il est maintenu par des lèvres 13-14 prolongeant les blocs d'élastomère 1-2.