Brevet FR2596837A1 — publié le 19871009

Perfectionnements aux supports antivibratoires de tvoe hydraulique. L invention concerne les dispositifs antivibra5 toires destinés à âtre interposés aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides individuellement soumis à certaines oscillations ou vibrations, éléments tels que par exemple un châssis de véhicule et le moteur de ce véhicule, l'amortissement faisant inter10 venir le battement d'une masse de liquide à travers un passage étranglé appelé ci-aprés "ajutage", à une fréquence de résonance qui est fonction des dimensions dudit a3utage et en particulier du rapport entre sa longueur axiale et sa section droite. 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, boitier comportant une embase rigide solidarisable avec l'un des éléments rigides, un 20 anneau rigide solidarisable avec l'autre élément rigide, une paroi annulaire élastique de support offrant une bonne résistance à la compression axiale et reliant de manière étanche l'embase rigide à l'anneau rigide et une membrane flexible raccordée de manière étanche à 25 l'anneau rigide, l'intérieur du boitier étant divisé par une cloison de séparation en deux chambres, savoir une chambre de travail située du côté de la paroi élastique et une chambre de compensation située du côté de la membrane flexible, ces deux chambres communiquant entre 30 elles en permanence par l'ajutage, lequel est généralement aménagé dans la cloison de séparation ou autour de cette cloison, et étant remplies de liquide ainsi que cet ajutage. L'ajutage en question se présente souvent sous 35 la forme d'un canal relativement étroit et allongé, le rapport entre la longueur et le diamètre de ce canal étant compris entre 2 et 100. Dans les réalisations connues, le rapport en question est determiné une fois pour toutes en fonction de la fréquence F des oscillations que l'on désire amor5 tir au maximum. Une telle formule présente l'inconvénient que ladite fréquence F est unique: en d'autres termes, s'il s'agit d amortir les vibrations d'un moteur dont la fréquence varie de 50 à 200 Hz en fonction du régime de 10 fonctionnement de ce moteur, les supports considérés n'assurent un bon amortissement que pour l'une F des valeurs de cette gamme de fréquences et pour les valeurs voisines de F. mais pas pour les autres valeurs. L'invention a pour but, surtout, de remédier à 15 cet inconvénient en rendant possible une modification de la fréquence d'accord F correspondant à un amortissement maximum du support au cours même du fonctionnement de ce support, de facon à tenir compte de la valeur réelle de la fréquence des oscillations principales à amortir à 20 chaque instant. A cet effet, les supports antivibratoires hydrauliques du genre considéré sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils comportent des moyens pour régler le rapport entre la longueur et la 25 section de leur ajutage au cours même de leur fonctionnement, en fonction de la fréquence des oscillations à amortir. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi30 tions suivantes: - les moyens de réglage comprennent des moyens pour détecter la fréquence des oscillations réelles imposées au support et des moyens pour modifier automatiquement le rapport longueur/section cidessus en fonction du 35 résultat de cette détection, - le support étant destiné à supporter un moteur, les moyens de détection de fréquence selon l'alinéa précédent comprennent des moyens pour détecter la vitesse de rotation de l'arbre du moteur, - la modification du rapport longueur/section ci-dessus est obtenue en modifiant la section de l'ajutage, - l'ajutage est constitué par l'intervalle annulaire réservé entre d'une part le bord d'un orifice évidé dans la cloison de séparation, alors rigide, et d'autre part la tête d'une soupape coopérant avec ce bord, qui 10 forme siège pour cette tête, et les moyens de réglage sont agencés de façon à déplacer la queue de cette soupape, - le support étant de révolution, le siége ci-dessus est de révolution et coaxial à ce support, - l'ajutage est délimité au moins en partie par une paroi deformable, -dans un support selon l'alinéa précédent, la paroi deformable est constituée par un morceau de la cloison de séparation, alors formée en matériau élastomère, et 20 les moyens de réglage comportent un tirant rigide reliant un point de cette paroi à un organe de commande extérieur au support, - la paroi déformable selon l'alinéa qui précède le precédent fait partie d'une poche étanche et les moyens 25 de réglage sont agencés de façon à relier cette poche a une source de fluide soumis à une pression réglable, source extérieure au support, - dans un support selon l'alinéa précédent, la poche est un tronçon de boyau flexible étanche qui s'étend au 30 travers d'un passage évidé dans la cloison de séparation, alors rigide. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s utilisent de préférence en même temps et dont il sera 35 plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre en coupe 5 axiale schématique un support antivibratoire hydraulique établi conformément à l'invention. Les figures 2 et 3 montrent respectivement en plan et en coupe axiale selon III-III figure 2 une portion d'une variante d'un tel support également conforme 10 à l'invention. Les figures 4 a 6 montrent respectivement en plan et en coupes axiales selon V-V et VI-VI figure 4 une portion d'une autre variante de support conforme à 1 ' invention. La figure 7 est un schéma permettant d'expliquer le fonctionnement de ce dernier support. Dans chaque cas, le support considéré est destiné à être interposé entre un organe porteur rigide tel qu'un châssis de véhicule et un organe supporté rigide 20 tel qu'un moteur à combustion interne. Ce support se présente sous la forme générale d'un boitier étanche de révolution autour d'un axe X et comportant, d'une façon connue en soi: une armature annulaire 1 prolongée radialement par 25 deux pattes perforées 2 solidarisables, notamment par boulonnage, avec l'organe porteur, - un corps rigide 3 se présentant ici sous la forme d'un boulon dont la portion filetée s'étend vers le bas, boulon solidarisable avec l'organe supporté. - une paroi tronconique épaisse et étanche 4 en matériau élastomère adhérée respectivement sur l'armature 1 et sur le corps 3 et propre à résister élastiquement à la compression axiale et à la flexion transversale, - et une membrane flexible étanche 5 dont le pourtour 35 est fixé de façon étanche sur l'armature annulaire 1. Une cloison étanche 6 divise l'intérieur du boitier en deux chambres A et B toutes les deux remplies de liquide. savoir une chambre A, de travail, disposée du côté de la paroi 4 et une chambre B, de compensation, disposée du côté de la membrane 5. Dans le mode de réalisation schématisé sur la figure 1, la cloison 6 est constituée en un métal rigide et elle est évidée par au moins une lumière 7, et de préférence par une couronne de telles lumières, faisant 10 communiquer entre elles les deux chambres A et B. Du côté de la chambre A, ces lumières 7 débouchent dans le fond d'une cuvette de révolution d'axe X délimitant la cloison 6, cuvette dont le bord présente une face intérieure tronconique 8 propre a former un 15 siège pour la tête 9 d'une soupape 10. Cette tête 9 présente donc une face extérieure tronconique 11 propre à s'adapter jointivement contre la face 8. La queue cylindrique 12 de la soupape 10 est 20 montée a coulissement doux dans un guide complémentaire 13 évidé au centre de la cloison 6. Une rondelle d'appui 14 est montée sur la queue 12, au voisinage de son extrémité. qui est située dans la chambre B, ladite rondelle étant calée axialement 25 dans une gorge annulaire de ladite queue. Un ressort hélicoidal de compression 15 est interposé entre la rondelle d'appui 14 et la cloison 6 de façon à solliciter constamment la soupape 10 vers sa position de fermeture pour laquelle elle est appliquée 30 contre son siege 8. L'extrémité de la queue 12 est coiffée par un capuchon 16 solidarisé avec la zone centrale de la membrane 5, ce capuchon étant propre à coulisser le long de ladite extrémité. Un capot de protection métallique 17, dont le bord est fixé sur l'armature annulaire 1, entoure la membrane 5 et est pourvu en son centre d'une bague de guidage cylindrique 18 qui débouche axialement en regard du capuchon 16. Le fonctionnement du support décrit ci-dessus est le suivant. Avant mise en place de ce support entre les éléments rigides a réunir, la soupape 10 est fermée par la détente du ressort 15 et le capuchon 16 est appliqué axialement contre le couvercle 17, un petit jeu étant 10 alors réservé entre le fond de ce capuchon et l'extrémité de la queue. Apres mise en place du support, on exerce travers la bague 18, avec un poussoir symbolisé par la flèche P. -poussoir qui peut être constitué par un 15 organe fileté visse dans un filetage complémentaire de ladite bague 18- une poussée axiale sur le capuchon 16. Ce capuchon vient alors en premier lieu buter contre l'extrémité de la queue 12, puis il repousse axialement cette queue en ouvrant légèrement la soupape, 20 c'est-a-dire en déplaçant d'une distance axiale t la tête 9 de cette soupape par rapport à son siège 8. L'intervalle annulaire d'épaisseur axiale d alors créé entre la tête 9 de soupape et le siège 8 constitue un ajutage étranglé de communication entre les 25 deux chambres A et B pour le liquide remplissant ces chambres. C'est la masse de liquide présente dans cet ajutage qui est soumise aux battements de fréquence F susceptibles d'amortir ou filtrer les oscillations 30 appliquées au support. L'expérience montre que la modification de l'épaisseur axiale d. obtenue en modifiant simplement la position axiale du poussoir P. permet de modifier la fréquence F des battements. On dispose ainsi d'un moyen extrêmement simple pour assurer cette modification en fonction des besoins. A titre d'exemple non limitatif, on peut faire varier la fréquence F de 90 à 170 Hz en faisant varier l'épaisseur d de 0,5 a 5 mm. Les variantes qui ont été schématisées sur les 5 figures 2 à 7 diffèrent essentiellement du mode de réalisation décrit en référence à la figure 1 par la constitution de la cloison intermédiaire et de l'ajutage à dimensions réglables pratiqué dans cette cloison. Dans un souci de simplification, seule cette 10 cloison intermédiaire a été représentee sur lesdites figures 2 à 7, les autres composants du support de la figure 1 étant conservés dans ces variantes à la différence près qu'il n'est plus nécessaire de prévoir désormais le capuchon 16 et la bague 18, les communi15 cations entre l'ajutage et l'extérieur du support étant assurées latéralement et non plus axialement. Dans la variante des figures 2 et 3, la cloison intérieure est constituée par une galette cylindrique plate 6 en matériau élastomère évidée dans sa zone cen20 trale par un ajutage cylindrique 19. Les génératrices du cylindre définissant cet ajutage sont parallèles a l'axe X du support et sa section droite présente une forme allongee variable comprise entre une ellipse (représentée en traits pleins 25 sur la figure 3) et un haricot (traits mixtes). A cet effet l'une des faces allongées définissant l'a]utage délimite une paroi amincie 20 en élastomère faisant partie de la galette 61. En d'autres termes, une poche 21 est évidée dans 30 cette galette de façon à former cette paroi amincie 20. A l'intérieur de cette poche est logé un tirant rigide 22 dont une extrémité élargie est adhérée à la paroi 20 et dont l'autre extrémité est reliée à un organe de commande extérieur tel qu'un câble sous gaine 35 de type Bowden, organe schématisé par le symbole C. Cet organe C traverse des lumières 23 évidées lateralement dans le support sans nuire à l'étanchéité des deux chambres remplies de liquide de ce support. On comprend qu'en agissant sur l'organe C, on puisse faire varier la section droite de l'ajutage g19 et 5 donc la fréquence F des battements de la masse de liqui-. de contenue dans cet ajutage. Dans la variante des figures 4 à 7. la cloison intermédiaire 62 est rigide et elle est évidée axialement par un passage 24 de relativement grande section. Ce passage est barré transversalement par un tronçon de boyau élastique 25 dont une extrémité est obturée de façon étanche par une portée faisant partie de la cloison 6 et dont l'autre extrémité est reliée de façon étanche à une source extérieure d'un fluide sus15 ceptible d'être soumis à une pression réglable. Cette liaison est ici effectuée par l'intermédiaire: - d'une chambre annulaire 26 évidée a l'intérieur de la cloison 62 - et de lumières latérales 23 évidées dans le support comme pour le précédent mode de réalisation. En agissant sur l'organe extérieur -schématisé par le symbole D- de réglage de la pression du fluide contenu dans le boyau 25. on modifie le degré de gonfle25 ment de ce boyau, et donc la section résiduelle S de l'ajutage ou passage étranglé reliant les deux chambres du support, ledit ajutage étant formé par la portion, du passage 24, non occupée par le boyau 25. Cette section S est d autant plus grande que 30 ladite pression est plus basse et inversement: sur la figure 7, le profil en traits mixtes 251 du boyau gonflé correspond à une petite section S de l'ajutage et, au contraire, le profil en traits interrompus 252 du boyau dégonflé correspond à une grande section S. Comme indiqué ci-dessus, la fréquence F des battements à contrôler est liée à ladite section S. Le boyau 25 est avantageusement choisi de façon telle que ses déformations en fonction de la pression du gonflage soient orientées perpendiculairement à la direction d écoulement du liquide dans l'ajutage. Pour régler le degré de gonflage du boyau 25, on peut agir à tour de râle sur l'ouverture d'une vanne mettant en communication ce boyau 25 avec la source extérieure de fluide sous pression et sur l'ouverture d'une autre vanne d'évacuation de ce fluide ou de retour 10 dudit fluide à la source. Dans chaque cas, on peut asservir le réglage de la section de l'ajutage a la fréquence des oscillations à amortir. A cet effet, l'on peut prévoir des moyens pour 15 détecter à chaque instant la fréquence réelle des oscillations imposées au support et asservir les moyens de réglage à la valeur ainsi détectée pour cette fréquence réelle. Dans les modes de réalisation pour lesquels le 20 support est destiné à amortir les vibrations d'un moteur, la détection de fréquence ci-dessus est avantageusement assurée en détectant la vitesse de rotation de l'arbre moteur a l'aide de tachymètres ou compte-tours appropriés. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support antivibratoire hydraulique susceptible d'être adapté à l'amortissement d'oscillations de fréquences différentes, même en cours de fonctionnement. de façon à tenir 30 compte des besoins réels instantanés. 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 35 embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire destiné à être interposé aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, constitué par un boitier étanche 5 interposé entre les deux éléments rigides, boitier comportant une embase rigide (3) solidarisable avec l'un des éléments rigides, un anneau rigide (1) solidarisable avec l'autre élément rigide, une paroi annulaire élastique de support (4) offrant une bonne résistance à la 10 compression axiale et reliant de manière étanche l'embase rigide à l'anneau rigide et une membrane flexible fonction du résultat de cette détection. 3. Dispositif selon la revendication 2, destiné supporter un moteur, caractérisé en ce que les moyens de détection de fréquence comprennent des moyens pour détecter la vitesse de rotation de l'arbre du moteur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven35 dications 2 et 3, caractérisé en ce que la modification du rapport longueur/ section est obtenue en modifiant la ll section de l'ajutage. 5. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l"ajutage est constitué par l'intervalle annulaire réservé entre 5 d'une part le bord (8) d'un orifice évidé dans la cloison de séparation (6). alors rigide, et d'autre part la tête (9) d'une soupape (10) coopérant avec ce bord, qui forme siege pour cette tête, et en ce que les moyens de réglage sont agencés de façon à déplacer la queue (12) 10 de cette soupape. 6. Support de révolution selon la revendication 5. caractérisé en ce que le siége (8) est de révolution et coaxial au support. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven15 dications 1 a 4. caractérisé en ce que l'ajutage est délimité au moins en partie par une paroi déformable. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi déformable (20) est constituée par un morceau de la cloison de séparation (61), alors 20 formée en matériau élastomère, et en ce que les moyens de réglage comportent un tirant rigide (22) reliant un point de cette paroi à un organe de commande (C) extérieur au support. 9. Dispositif selon la revendication 7, caracté25 risé en ce que la parol déformable fait partie d'une poche étanche (25) et en ce que les moyens de réglage sont agencés de façon à relier cette poche à une source (D) de fluide soumis à une pression réglable, source extérieure au support. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la poche (25) est un tronçon de boyau flexible étanche qui s'étend au travers d'un passage (24) évidé dans la cloison de séparation (62), alors rigide.