Brevet FR2596834A1 — publié le 19871009

-1- 2596834 La présente invention se rapporte aux dispositifs amortisseurs de vibrations et elle concerne plus particulièrement les dispositifs amortisseurs destinés à réduire voire môme à supprimer des forces de vibration qui s'exercent sur des appareils de mesure montés dans des véhicules. Un tel dispositif amortisseur est notamment bien adapté au montage des viseurs optroniques gyrostabilisés sur les mats des rotors des Hélicoptères. Les dispositifs de suspension connus ont pour inconvénient d'obliger à utiliser un grand nombre d'amortisseurs disposés selon plusieurs axes. Les amortisseurs connus sont des amortisseurs entièrement mécaniques 10 dont une partie est mobile par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un ou plusieurs ressorts en métal. D'autres sont réalisés en élastomère, ce sont des plots en forme de rondelles épaulées ou des plots équipés de goujons filetés. Enfin nous connaissons des amortisseurs constitués d'une pièce déformable en élastomère. adhérisée à une extrémité à une plaque support et à l'autre extrémité 15 à une bague ou à un goujon fileté. Ce dernier type d'amortisseur peut comporter un ressort en volute noyé dans l'élastomère. Tous ces amortisseurs présentent trois degrés de liberté en translation et trois degrés de liberté en rotation. Cette caractéristique est un inconvénient majeur pour certaines applications lorsque les axes de référence de l'appareil, de 20 I objet à suspendre ou à isoler du support ne doivent pas être mobiles en translation ou en rotation par rapport ou autour des axes du trièdre de référence du support. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif amortisseur simple qui remédie à ces inconvénients en n'ayant qu'un seul degré de liberté en translation 25 dans la direction de filtrage des vibrations et que deux degrés de liberté en rotation autour des deux autres axes perpendiculaires à la direction de filtrage. Un autre but de l'invention est de réaliser une variante du dispositif stabilisateur précédent. capable de mesurer les rotations autour des deux axes perpendiculaires à la direction de filtrage pour restituer la position dans l'espace 30 de l'objet ou de l'appareil à suspendre par rapport au trièdre de référence du support. L'invention a pour objet à cet effet un dispositif amortisseur caractérisé en ce qu'il comprend une lame ressort placée entre deux plaques flexibles, elles mômes disposées entre deux pièces de fixation dont l'une est reliée au support qui 35 génère les vibrations et l'autre à l'objet ou à l'appareil à isoler, la lame ressort étant par des moyens de fixation alternativement, rendue solidaire de la pièce de fixation au support puis de la pièce de fixation à l'appareil à isoler et ainsi de suite. Suivant un mode de réalisation la lame ressort et les plaques flexibles sont 40 en forme de couronne. -2 Suivant une autre caractéristique de l'invention. lesdits moyens de fixation permettent l'écrasement des deux plaques flexibles pour exercer une précharge et ajuster la raideur du dispositif amortisseur. Suivant un mode de réalisation les moyens de fixations sont des vis équipées d'entretoises de hauteur inférieure à l'épaisseur des plaques flexibles. Lesdites vis sont disposées symétriquement ou d'une manière quelconque pour que le dispositif amortisseur selon l'un des deux axes perpendiculaires à la direction du filtrage. offre des caractéristiques différentes. Suivant une autre caractéristique de l'invention. les pièces de fixation sont 10 équipées de capteurs qui mesurent leur déplacement relatif pour déterminer leur rotation relative autour des deux axes perpendiculaires à la direction de filtrage. La description qui va suivre. en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue de dessus du dispositif amortisseur suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne AA. La figure 3 est une vue en perspective montrant la direction de filtrage et le plan de sustentation. La figure 4 est une vue du dispositif amortisseur équipé de capteurs. Aux figures 1 et 2 le dispositif amortisseur 1 est constitué d'une lame ressort 2 placée entre deux plaques flexibles 3 et 4. elles mêmes disposées entre deux pièces de fixation rigides 5 et 6. Au dessin la lame ressort 2. les plaques flexibles 3 et 4 et les pièces de fixation 5 et 6 sont en forme de couronne. La 25 pièce de fixation 5 relie le dispositif amortisseur 1 au support 7 qui génère les mouvements et vibrations perturbateurs. La pièce de fixation 6 sert à fixer l'objet ou l'appareil 8 qui doit être isolé de certains mouvements vibratoires du support 7 qui nuiraient à son fonctionnement ou à sa bonne tenue mécanique. La lame ressort 2 est alternativement rendue solidaire de la pièce de 30 fixation 5 puis de la pièce de fixation 6 et ainsi de suite par des vis 9 équipées d'entretoises 10. Des orifices 11 pratiqués dans les plaques flexibles 3 et 4 logent les entretoises 10 et des orifices 12 pratiqués dans la plaque flexible 3 et la pièce de fixation 6 et dans la plaque flexible 4 et la pièce de fixation 5 permettent d'accéder aux têtes de vis 9. La lame ressort 2 est réalisée de préférence en acier à ressort. Ses dimensions. dont son épaisseur et le nombre de points de fixation par les vis 9 sont déterminés en fonction de la fréquence de résonance recherchée. -3 Les plaques flexibles 3 et 4 sont de préférence réallsées en matériau viscoélastiquel tel que l'élastomère silicone. Un matériau est dit 'vlscoélastlque' si la force due à sa raideur est proportionnelle à la déformation du matériau et si la force d'amortissement est proportionnelle à la vitesse de déformation. Les plaques flexibles 3 et 4 jouent le rôle d'amortisseurs et limitent par tassement le débattement relatif des pièces de fixation 5 et 6. Le choix de la dureté 'shore' du matériau utilisé et les dimensions des plaques 3 et 4 sont déterminés en fonction de la fréquence de résonance et des caractéristiques d'amortissement recherchées pour l'utilisation envisagée. En montant des entretoises 10 de hauteur inférieure à l'épaisseur des plaques flexibles 3 et 4 et en vissant à fond les vis 9, une précharge peut être exercée sur ces plaques flexibles paf- écrasement de ces dernières. Cette précharge s'ajuste en choisissant la hauteur convenable des entretoises 10. Cette précharge a pour effet de régler la raideur du dispositif amortisseur 1 et I5 d'augmenter le volume d'élastomère silicone sollicité en vibration pour rendre l'amortissement plus efficace. En préchargeant les plaques flexibles 3 et 4. la lame ressort 2 lorsqu'elle se déforme, fait travailler une des deux plaques flexibles à la compression et l'autre au relachement. Un tel dispositif amortisseur présente les caractéristiques d'être infinlement 20 rigide en déplacement dans le plan de la lame ressort 2 défini par les axes perpendiculaires XX' et YY' et d'être infiniment rigide en torsion autour de l'axe ZZ' perpendiculaire aux axes XX' et YY'. A la figure 1. le dispositif amortisseur 1 est en forme de couronne et les vis 9 de fixation de la lame ressort 2 aux pièces de fixation 5 et 6 sont réparties 25 symétriquement. Une disposition dissymétrique des points de fixation peut étre envisagée. Les vis 9 seraient espacées différemment et le dispositif-amortisseur 1 offrirait alors des caractéristiques différentes selon qu'il serait sollicité autour de l'axe XX' ou autour de l'axe YY'. La forme en couronne du dispositif amortisseur 1 est un exemple de 30 réalisation particulièrement bien adaptée au montage des viseurs optroniques gyrostabilisés sur les mats des rotors des hélicoptères pour les isoler des mouvements perturbateurs apportés par les rotors. Le choix de la fréquence de résonance du dispositif amortisseur 1 est pour cette application principalement fonction de la vitesse du rotor et du nombre de pales du rotor. Lorsque le centre de gravité de l'objet ou de l'appareil à suspendre passe par le plan de sustentation 13 déterminé par la lame ressort 2 et que le support 7 ou véhicule vibre dans une direction ZZ' perpendiculaire à ce plan, le dispositif amortisseur 1 filtre les vibrations selon cette direction ZZ' par un mouvement de translation relatif entre les pièces de fixation 5 et 6. Le dispositif amortisseur 1 est 40 infiniment rigide selon les deux axes XX' et YY' situés dans le plan de sustentation 13 et infiniment rigide en rotation autour de l'axe ZZ'. SI le centre de gravité 14 de l'appareil à suspendre 8 est éloigné du plan de sustentation 13 comme montré à la figure 3. le filtrage des vibrations est obtenu par translation dans la direction ZZ' perpendiculaire au plan de sustentation 45 13 comme précédemment mais aussi par rotation autour des axes XX' et YY', le dispositif amortisseur 1 restant infiniment rigide en translation selon les axes XX' et YY' et en rotation selon la direction ZZ'. -4 Le dispositif amortisseur 1 n'ayant aucun mouvement de translation dans le plan de sustentation 13 mals seulement deux mouvements de rotation. des capteurs peuvent lui être associés pour mesurer ces rotations. Ces capteurs qui doivent mesurer de faibles mouvements, sont des 5 capteurs de type électromagnétiques - capteurs à transformateur différentiel ou à reluctance variable - des capteurs capacitifs, résistifs, des capteurs piézo électriques ou optiques. Ces capteurs sont fixés aux deux éléments mobiles que sont les pièces de fixation du présent dispositif amortisseur. A la figure 4. deux capteurs 15A et 15B sont montés sur le dispositif 10 amortisseur 1 et alignés selon l'axe XX pour détecter les mouvements relatifs du dispositif amortisseur 1 autour de l'axe YY'. Deux autres capteurs alignés selon l'axe YY' détecteront les mouvements relatifs du dispositif amortisseur 1 autour de l'axe XX. Chaque capteur 15A et 15B comporte un circuit magnétique 16 sur lequel 15 sont placées deux bobines: une bobine d'excitation 17 et une bobine de détection 18. Ce circuit magnétique est par exemple rendu solidaire de la pièce de fixation 6. Une plaque 19 en acier doux portée par la pièce de fixation 5 fait varier plus ou moins l'entrefer du circuit magnétique 16 et la bobine détectrice 18 capte plus ou moins de flux selon que l'une des deux pièces de fixation a plus ou moins 20 pivoté par rapport à l'autre autour de l'axe YY'. Les bobines détectrices 18 sont réunies à un amplificateur différentiel non représenté au dessin dont la tension de sortie indique le sens et l'amplitude du pivotement relatif des deux pièces de fixation. -5- REVENDICATIONS 1- Dispositif amortisseur caractérisé en ce qu'il comprend une lame ressort placée entre deux plaques flexibles, elles-mêmes disposées entre deux pièces de fixation dont l'une est fixée au support générant les vibrations et l'autre à l'appareil 5 à isoler, ladite lame ressort étant par des moyens de fixation rendue solidaire alternativement de la première pièce de fixation puis de la seconde pièce et ainsi de suite. 2- Dispositif amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lame ressort, lesdites plaques flexibles et lesdites pièces de fixation sont en 10 forme de couronne. 3- Dispositif amortisseur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation permettent l'écrasement des plaques flexibles pour exercer une précharge. 4- Dispositif amortisseur selon la revendication 3 caractérisé en ce que 15 lesdits moyens de fixation sont des vis équipées d'entretoises de hauteur inférleure à celle desdites plaques flexibles. - Dispositif amortisseur selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 4. caractérisé en ce que les pièces de fixation sont équipées de capteurs qui mesurent leur déplacement relatif angulaire.