Brevet FR2575253A1 — publié le 19860627

SupDort antivibratoire hvdraulique. L'invention concerne les dispositifs antivibra- toires destinés à être interposés aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, l'amortisse- ment faisant intervenir le refoulement d'un liquide à tra- vers 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 suDpérieure au mm) 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 fréquence relativement élevée (c'est-à-dire supé- rieure 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 rela- tivement amples à amortir étant celles créées par les irré- 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, par- mi les supports du genre en question, ceux qui sont consti- tués par un boîtier étanche interposé entre les deux élé- ments 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 fai- sant partie de la seconde pièce, cette première paroi déli- mitant avec la première pièce l'une des deux extrémités axiales du bottier et assurant le rôle 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 bottier, une cloison déforma- ble également portée de manière étanche par l'armature an- nulaire, entre les deux parois élastiques, et divisant l'in- térieur du boîtier en deux chambres, savoir une chambre de travail comprise entre la cloison et la première paroi élas- tique et une chambre de compensation comprise entre la cloi- son et la seconde paroi élastique, ces deux chambres commu- niquant 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 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 correspon- dants 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 défor- mations alternatives de cette cloison perpendiculairement à elle-même, d'amplitude inférieure à la valeur maximum pos- sible: les dimensions de la cloison sont choisies suffi- santes pour que celle-ci puisse ainsi absorber les déplace- ments 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 va- leur 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. Dans les modes de réalisation connus des supports en question, le passage étranglé est un canal qui délimite une masse liquide assimilable à une colonne de diamètre et de longueur relativement grandes. En général ce canal est évidé dans l'armature annu- laire du support et s'étend selon un arc de cercle compris entre 45 et 350 autour de la cloison déformable, les deux extrémités du canal étant terminées par des raccords qui débouchent respectivement dans les deux chambres. Le canal en question est unique de sorte que le rap- port R entre sa longueur et son diamètre, rapport générale- ment compris entre 2?et 100, est déterminé une fois pour toutes. Or l'expérience montre que la fréquence de résonance F de la colonne de liquide contenue dans un tel canal est liée audit rapport R ainsi que l'amplitude A des oscillations à amortir. On ne peut donc amortir correctement, avec les sup- ports connus du genre considéré, qu'un phénomène oscillatoi- re bien déterminé, correspondant à une fréquence et à une amplitude bien déterminées. C'est ainsi que, par exemple, si la fréquence F1 choisie pour définir le rapport R est celle, dite de hachis, de l'ordre de 10 Hz, qui correspond aux trépidations les plus désagréables transmises aux sièges des usagers lors du roulement du véhicule concerné, seules les oscillations correspondant à cette fréquence F1 et à des amplitudes A1 bien déterminées, par exemple supérieures à un seuil de l'ordre de 0,3 mm, seront amorties dans les conditions optimales. En d'autres termes, les supports considérés ne per- mettent pas d'amortir au mieux les oscillations correspon- dant à la fréquence F1 mais à des amplitudes autres que A1, par exemple de l'ordre de 0,1 mm et/ou aux mêmes amplitudes A1, mais à d'autres fréquences que F1, par exemple à une fréquence de l'ordre de 25 Hz, comme c'est le cas pour les vibrations émises au ralenti par certains moteurs Diesel. L'invention a pour but d'élargir la capacité d'amor- tissement des supports considérés en l'étendant à un nombre plus élevé de fréquences et/ou d'amplitudes d'oscillations. A cet effet, les supports du genre en question sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils présentent, pour établir la communication entre les deux chambres, au moins un second passage étranglé monté en pa- rallèle sur au moins une partie de la longueur du premier passage étranglé. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/pou à l'autre des dispositions suivantes: - le second passage étranglé est un canal délimitant une seconde colonne dont la section est inférieure à celle de la première colonne, - le second passage étranglé est un canal délimitant une seconde colonne dont la longueur est inférieure à celle de la première colonne, - le second passage étranglé est défini par un petit trou reliant l'une des deux chambres à un point du premier passage, - le point ci-dessus du premier passage se trouve à l'extrémité, de celui-ci, raccordée à l'autre chambre, - le second passage comprend deux trous du genre ci- dessus reliant respectivement les deux chambres à deux points, distincts ou confondus, du premier passage, - le second passage est défini par un petit trou percé dans la cloison déformable, - chacun des trous constitutifs d'un second passage est orienté parallèlement à l'axe de l'armature annulaire. 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 explicite- ment question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réa- lisation.préférés 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 axiale schématique un support hydraulique antivibratoire établi selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des coupes développées de la première colonne comprise par un tel support, coupe fai- sant apparaître les emplacements des secondes colonnes éta- blies selon respectivement deux variantes différentes de l'invention. Le support considéré est destiné à être interposé verticalement entre un organe porteur rigide qui sera supposé dans la suite être un châssis de véhicule et un organe supporté rigide qui sera supposé dans la suite être 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 raccordée. inférieurement à un bac perforé 11 lui-même solidaire d'un boulon central 12 permettant l'assemblage sur le châassis du véhicule, - un chapeau rigide 2 se présentant ici sous la for- me d'un boulon dont la portion filetée s'étend vers le haut, boulon solidarisable avec le carter du moteur, - une paroi tronconique épaisse et étanche 3 en caoutchouc ou matériau élastique analogue adhérée respec- tivement sur l'armature 1 et sur le chapeau 2 et propre à résister élastiquement à la compression axiale et.à la flexion transversale, - et une paroi élastique étanche 4 dont le pourtour est fixé de façon étanche sur l'armature annulaire 1. Une cloison déformable 5 divise l'intérieur du boîtier en deux chambres A et B toutes les deux remplies d'un liquide amortisseur, savoir une chambre A, de travail, disposée du côté de la paroi 3 et une chambre B, de compen- sation, disposée du côté de la paroi 4. La cloison 5 est constituée par une membrane 51 montée sur un siège annulaire 52 qui est solidarisé avec l'armature annulaire 1. Les débattements de cette membrane sont limités de toute manière désirable, par exemple par incorporation d'une toile métallique. La communication du liquide entre les deux chambres A et B se fait à travers un passage étranglé 6 constamment ouvert. Ce passage est constitué par un canal évidé à l'in- térieur du siège 52 et s'étendant selon un arc de cercle compris entre 60 et 350 , canal dont les. deux extrémités débouchent respectivement dans les deux chambres A et B par deux raccords 61 et 62. Enfin l'on prévoit avantageusement dans la chambre A une plaque perforée 7 s'étendant parallèlement à la mem- brane 51, à une petite distance de celle-ci et prenant appui à sa périphérie sur le siège 52. Comme indiqué ci-dessus, le support qui vient d'être décrit permet d'amortir: - d'une part, des oscillations à fréquence relative- ment basse F1 et à relativement grande amplitude A1, - d'autre part, des vibrations à fréquence relative- ment haute F2 et à relativement petite amplitude A2. La fréquence F1 et l'amplitude A1 sont déterminées par l'impédance de la colonne de liquide C1 contenue dans le passage 6, impédance liée au rapport R1 entre la longueur et - le diamètre de cette colonne. Pour permettre un excellent amortissement, par l'ef- fet "colonne", d'oscillations ayant une fréquence (F1, F1..) et/ou une amplitude (Ai, A"..) distinctes de celles indi- quées ci-dessus, selon l'invention, on prévoit au moins une seconde colonne (Cl, C..) en parallèle sur une partie au mains de la première, le rapport longueur/diamètre de cette seconde colonne étant déterminé en fonction des nouveaux paramètres (fréquence et/ou amplitude) considérés. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, cette seconde colonne est unique et est définie par un petit trou B reliant directement la chambre A à la zone 62, de la première colonne, qui débouche dans la chambre B. Le diamètre de ce trou est généralement compris en- tre 2 et 6 mm et sa longueur est de l'ordre de 5 mm, étant généralement inférieure à 10 mm. L'expérience a montré qu'avec une colonne principa- le 6 présentant une section de l'ordre de 35 mm et une longueur de l'ordre de 60 mm, la présence d'un trou circu- laire 8 à l'endroit indiqué ci-dessus, trou présentant un diamètre de 4 mm et une longueur de 4 mm, avait pour effet: - d'une part, de réduire considérablement la rigidi- té du support pour les fréquences supérieures à 30 Hz et en particulier pour celles de l'ordre de 50 Hz, pour lesquelles la réduction observée est de l'ordre de 50%, - et d'autre part d'égaliser à une même valeur de fréquence, de l'ordre de 40 Hz, les efficacités maximales d'amortissement du support correspondant respectivement à de "grandes" amplitudes - savoir supérieures à 0,3 mm - et à de "petites" amplitudes - inférieures à 0,3 mm -, alors qu'en l'absence dudit trou les maxima correspondants à ces différentes amplitudes étaient dispersés sur une gamme de fréquences comprises entre 32 et 38 Hz. Au lieu de prévoir un seul petit trou 8 au voisina- ge d'une extrémité de la colonne principale 6, on peut en prévoir une pluralité, ce qui permet de diversifier les performances d'amortissement du support. Dans l'exemple de réalisation schématisé sur la figure 2, ces petits trous sont au nombre de trois, désignés respectivement par les références 81, 82 et 83 et présentant respectivement des petites sections identiques, mais des longueurs différentes, étant percés respectivement entre d'une part une face plane P de l'armature 52' perpendicu- laire à l'axe de cette armature et située du c6té de la chambre A et d'autre part une face étagée et/ou oblique E opposée à ladite face plane P et délimitant en partie le raccord 62 qui débouche dans la chambre B. Au lieu de faire déboucher le trou constituant la seconde colonne dans l'une des extrémités de la première colonne, ce qui revient à monter la seconde colonne en parallèle sur la totalité de la première colonne, on peut aussi faire déboucher ledit trou en un point intermédiaire de la première colonne, ce qui monte ce trou en parallèle sur une partie seulement de ladite première colonne. Selon une autre variante, on fait comprendre à la seconde colonne deux trous du genre défini au paragraphe précédent, reliant les deux chambres A et B à respectivement deux points confondus ou distincts de la première colonne. C'est cette dernière hypothèse qui a été illustrée sur la figure 3, pour laquelle les deux trous 8' et 8" re- lient respectivement deux points M et N de la première colonne à respectivement la chambre A et la chambre B. La seconde colonne peut alors être considérée comme la totalité du volume liquide contenu successivement dans le trou 8', dans le tronçon M4N de la première colonne et dans le trou 8". Selon encore une autre variante, la seconde colonne peut être constituée tout simplement par un trou percé dans la cloison déformable et notamment par un trou 8x évidé axialement au centre de la membrane 51 dans le mode de réa- lisation illustré sur la figure 1. Dans chaque cas, les choix de l'emplacement et des cotes des trous délimitant la seconde colonne sont détermi- nés par la connaissance du rapport entre la longueur et le diamètre (ou la section) de cette seconde colonne, rapport qui est lié à la fréquence et à l'amplitude du phénomène oscillatoire que l'on désire amortir au mieux par la mise en résonance de ladite seconde colonne. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réa- lisation adopté, on dispose finalement d'un support hydrau- lique antivibratoire dont la constitution à au moins deux colonnes et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce support présente sur ceux antérieurement connus un certain nombre d'avantages et en particulier les suivants: - il assure un amortissement excellent par effet "colonne" de plusieurs phénomènes oscillatoires présentant des fréquences et/ou des amplitudes distinctes: c'est ainsi qu'un support à deux colonnes conforme à l'invention permet d'amortir d'excellente façon par effet "colonne" aussi bien certaines oscillations de hachis (présentant une fréquence de 10 Hz et une amplitude supérieure à 0,5 mm) que certaines vibrations de moteur fonctionnant au ralenti (présentant une fréquence de 25 Hz et une amplitude inférieure à 0,5 mm); - les fréquences et/ou amplitudes de certains au moins des phénomènes oscillatoires en question,amortis par effet "colonne",peuvent Eetrouver dans le domaine qui, dans les supports antérieurement connus, était considéré comme amortissable par les vibrations de la cloison déformable; - le prix de revient du support considéré n'est pas plus élevé que celui des supports comparables comportant une seule colonne vu que les petits trous constitutifs des se- condes colonnes sont évidés dans des pièces obtenues par moulage. 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 con- traire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire destiné à être in- terposé aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, constitué par un boîtier étanche rempli de liquide interposé entre les deux éléments rigides, boî- tier comportant deux pièces rigides (1, 2) solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides, une premiè- re paroi élastique (3) reliant de façon étanche l'une des deux pièces rigides (2) à une armature annulaire (1) fai- sant partie de l'autre pièce et assurant le rôle de support entre les deux pièces, une seconde paroi élastique (4) por- tée de manière étanche par l'armature annulaire, une cloi- son déformable (5) 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), savoir une chambre de travail (A) comprise entre la cloison déformable et la première paroi élastique et une chambre de compensation (B) comprise entre la cloison déformable et la seconde.paroi élastique, ces deux chambres communiquant entre elles par un passage étranglé (6) et des moyens pour limiter à une amplitude faible, c'est-à-dire inférieure à 1 mm, les déformations de la cloison déformable selon la direction axiale perpendiculaire à son plan moyen, carac- térisé en ce qu'il présente, pour établir le passage entre les deux chambres (A et B), au moins un second passage étranglé (8) monté en parallèle sur au moins une partie de la longueur du premier passage étranglé (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le- quel le premier passage étranglé est un canal qui délimi- te une masse de liquide assimilable à une colonne, carac- térisé en ce que le second passage étranglé (8) est un ca- nal délimitant une seconde colonne dont la section est in- férieure à celle de la première colonne (6). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans le- quel le premier passage étranglé est un canal qui délimi- te une masse de liquide assimilable à une colonne, carac- térisé en ce que le second passage étranglé (8) est un ca- nal délimitant une seconde colonne dont la longueur est inférieure à celle de la première colonne (6). 4. Dispositif selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que le second passa- ge étranglé (8) est défini par un petit trou reliant l'une des deux chambres (A et B) à un point du premier passage. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que le point du premier passage se trouve à l'ex- trémité, de celui-ci, raccordé à l'autre.chambre. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 4 et 5, caractérisé en ce que le second passage comprend deux trous tels que définisci-dessus reliant res- pectivement les deux chambres (A et B) à deux points (M et N); distincts ou confondus, du premier passage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que le second passage est défini par un petit trou (8x) percé dans la cloison déformable (5) 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 7, caractérisé en ce que chacun des trous cons- titutifs du second passage est orienté- parallèlement à l'axe de l'armature annulaire (1).