Brevet FR2610054A1 — publié le 19880729

Perfectionnements apportes aux supports antlvibratolres hydrauliques. L'invention est relative aux dispositifs antivi- bratoires destinés à être interposés aux fins de support et d'amortissement entre deux eléments rigides indivl- duellement soumis à certaines oscillations et/ou vibra- tions, l'amortissement faisant intervenir au moins dans certaines conditions de fonctionnement le refoulement d'un liquide a travers un passage étranglé. 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 en vue d'amortir aussi bien les oscillations imposées au châssis par les irrégularités et variations de déclivité du sol lors de la circulation du vehicule sur ce sol que les vibrations dues au fonctionnement du moteur. L'invention concerne plus particulièrement, par- mi les supports du genre en question, ceux qui sont constitués par un boîtier étanche interposé entre les deux éléments rigides, boîtier comportant une embase ri- gide solidarisable avec l'un des deux éléments rigides, un anneau rigide solidarisable avec l'autre élément ri- gide, une paroi élastique annulaire de support, de pré- férence d'allure tronconique, reliant de manière étanche l'embase à l'anneau et une membrane flexible raccordée de manière étanche à l'anneau, l'intérieur de ce boîtier étant divisé, par une cloison rigide étanche raccordée à l'anneau entre la paroi annulaire et la membrane, en deux chambres, savoir une chambre de travail du côté de la paroi annulaire et une chambre de compensation du cô- té de la membrane, ces deux chambres communiquant entre elles en permanence par le passage étranglé ci-dessus, lequel est avantageusement constitué par un canal incur- vé situé dans la zone de raccordement entre la paroi annulaire et l'anneau, et une masse liquide remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé. Avec un tel support, les oscillations ou vibra- tions créées entre les deux éléments rigides ont pour effet de rapprocher et d'écarter axlalement à tour de rôle ces deux éléments l'un de l'autre. Celles, de ces oscillations, qui présentent une fréquence relativement basse (inférieure à 20 Hz) et une amplitude relativement élevée (supérieure à 0,5 mm), ont pour effet de refouler le liquide de l'une des deux chambres dans l'autre à travers le passage étranglé et inversement et, pour une valeur donnée de ladite fré- quence dépendant essentiellement des cotes dudit passa- ge, on observe un amortissement élevé des oscillations considérées par effet de résonance de la masse de liqui- de circulant dans ce passage. L'invention vise plus particulièrement encore le cas o les supports du genre en question comprennent des moyens pour court-circuiter le passage étranglé de façon à libérer la communication entre la chambre de travail et la chambre de compensation, moyens comportant: - un passage de grande section reliant ces deux cham- bres et évidé dans la cloison rigide intermédiaire, - un clapet propre à obturer ou libérer ce passage. - et des moyens pour commander les déplacements du cla- pet de sa position d'ouverture à sa position de ferme- ture et inversement. Le court-circuit en question du passage étranglé a pour effet de réduire, voire de supprimer l'amortisse- ment obtenu par l'effet de résonance ci-dessus décrit et de rendre le support apte à filtrer certaines oscilla- tions ou vibrations d'amplitudes plus petites et de fré- quences plus élevées. Dans les modes de réalisation connus desdits supports, le clapet est monté de façon à pouvoir se dé- placer à l'intérieur de l'une des deux chambres selon l'axe du support. Lors de ces deplacements rectilignes, le clapet doit vaincre la resistance opposee par la pression du liquide amortisseur dans lequel il est immerge. Lorsque lesdits déplacements correspondent à l'ouverture du cla- pet, ce dernier doit vaincre en outre la resistance d'un ressort de rappel. Les efforts necessalres pour vaincre ces resistances sont donc relativement importants. Les moyens qui ont éteé proposés jusqu'à ce jour pour engendrer les importants efforts correspondants selon une droite sont relativement coûteux, qu'ils soient du type electromagnétlque, hydraulique ou pneuma- tlque. L'invention a pour but, surtout, d'écarter un tel lnconvenient en adoptant pour le clapet une cons- truction rotative dont les déplacements angulaires sont peu affectés par la présence du liquide et en commandant les deplacements angulaires de ce clapet à l'aide d'un petit moteur électrique. A cet effet les supports du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérises en ce que leur clapet est rotatif et en ce que les moyens pour commander les déplacements angulaires de ce clapet sont constitués par un petit moteur électrique. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou a l'autre des disposi- tions suivantes: - le siège du clapet est délimite par une face plane s'eétendant dans un plan perpendiculaire a l'axe de ro- tation du clapet, - le clapet est un disque perforé et le siège de ce cla- pet présente une perforation analogue à celle dudit clapet, - le passage de grande section reliant les deux chambres est un canal délimité intérieurement par une face cy- lindrique, l'axe de rotation du clapet est parallèle aux génératrices de cette face et excentré par rapport a celles-cl et ce clapet est une palette plate et axialement épaisse, mobile transversalement par rap- port au canal et propre a venir reposer]olntivement contre la face interne de ce canal pour sa position d'obturation de celui-ci. L'invention comprend, mises a part ces disposi- tions 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 deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limlta- tive. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axia- le un support antivibratoire établi selon l'invention. La figure 2 montre, également en coupe axiale, une variante de la partie centrale d'un tel support, également conforme à l'invention. Dans chaque cas, le support considéré est destl- né à être interposé verticalement ou selon une direction légèrement inclinee sur la verticale entre un organe porteur rigide constitué par un châssis de véhicule et un organe supporté rigide constitué par un moteur à com- bustion interne. Les termes "haut, bas, supérieur, inférieur, cuvette", utilisés dans la description qui suit, le sont à titre d'exemple non limitatif car le support décrit peut parfaitement être utilisé à l'envers du sens adopté pour cette description. Le support représenté sur la figure 1 se présen- te sous la forme générale d'un boîtier étanche de révo- lution autour d'un axe X comportant: - une plaque annulaire ou anneau rigide 1.-prolongeant horizontalement vers l'extérieur le bord d'une cuvette métallique inférieure 2, anneau susceptible d'être fixé sur le châssis d'un véhicule à l'aide de systèmes boulons-écrous non représentés, - un goujon superleur 3 en attente dont la tige filetee, s'étendant vers le haut, sert à la fixation du moteur du véhicule, - une paroi annulaire élastique 4 suffisamment épaisse pour transmettre les charges du moteur au chassis, pa- roi délimitée en substance par deux surfaces tronconi- ques évasées vers le bas et dont la petite base, dis- posee en haut, est adhérée contre la tête du goujon 3, sa grande base inférieure étant raccordée de façon étanche à l'anneau 1, - et une membrane inférieure étanche et flexible 5 contenue à l'intérieur de la cuvette 2, le bord de cette membrane étant fixé de façon étanche sur l'an- neau 1. Une cloison métallique intermédiaire 6 divise l'intérieur du boitier ainsi formé en deux chambres, sa- volr une chambre de travail supérieure A et une chambre de compensation ou d'équilibrage inférieure B. Le pourtour de la cloison 6 est à cet effet rac- cordé de façon étanche à l'anneau 1, entre la paroi épaisse 4 et la membrane 5. Un passage étranglé 7 fait communiquer en perma- nence les deux chambres A et B entre elles. Ce passage 7 est ici constitué par un canal in- curvé s'étendant selon un arc d'environ 315 degrés au- tour de l'axe X, canal délimité supérieurement par la base de la paroi épaisse 4 et inférieurement par une portion annulaire de la cloison intermédiaire 6. L'une des extrémités du canal 7 est reliée à la chambre A par l'intermédiaire d'un coude 8 évidé dans la portion de paroi 4 en regard et l'autre extrémité du canal 7 est reliée à la chambre B à travers un trou 9 évidé dans la cloison 6. L'anneau 1 est ici constitué par deux morceaux de tôle annulaires accolés et l'assemblage sur cet anneau 1 des bords respectifs de la cuvette 2, de la membrane 5 et de la cloison intermediaire 6 est assure par superposition de ces trois bords et par leur pince- ment ou sertissage à l'intérieur du bord 10 de l'un desdits morceaux de tôle refermé sur eux, le bord 11 de l'autre morceau étant rabattu vers le haut pour consti- tuer une armature de renforcement de la paroi épaisse 4. Une masse liquide 12 remplit les chambres A et B ainsi que le canal 7. La cloison 6 est évidée par au moins un trou propre à mettre en communication directement les deux chambres A et B et donc a courtcircuiter le canal 7, le rapport section/longueur dudit trou étant supérieur au rapport section/longueur dudit canal 7, et un clapet est prévu pour obturer ou dégager chacun de ces trous. Au lieu d'être monté axialement coulissant, comme dans les réalisations antérieures, le clapet est ici monté rotatif. De plus il est agencé de façon telle que ses rotations soient peu entravées par la présence du liqui- de dans lequel il est au moins partiellement immergé et ces rotations sont très simplement commandées par un petit moteur électrique. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la cloison 6 est évidée par une couronne, d'a- xe X, de trous 13 et le clapet est un disque 14 d'axe X également évidé par une couronne de trous 15 dont les positions relatives et sections droites sont identiques à celles des trous 13. Ce disque 14 est solidaire d'un arbre 16 accou- plé lui-même en 17 à l'arbre de sortie 18 d'un moteur électrique 19. Ce moteur 19 est disposé & l'extérieur du sup- port, étant rapporté par vissage de vis 20 au-dessous de la cuvette 2. L'ensemble des deux arbres rotatifs 16 et 18 26 1 0054 mutuellement accouples traverse joîntivement un trou 21 de la cuvette et un palier de guidage 22 fixe sur le fond de cette cuvette, a l'intérieur de celle-ci. L'étanchéité entre ledit ensemble et le palier 22 est assurée par un joint 23. Le centre de la membrane flexible 5 est traversé par le palier 22 et est adhéré de façon étanche contre celui-ci. Le fonctionnement du support décrit ci-dessus est le suivant. Quand le clapet rotatif 14 est en une position angulaire telle qu'il obture les trous 13, la communica- tlon entre les deux chambres A et B est assurée exclusi- vement par le passage étranglé 7, ce qui assure un bon amortissement de certaines oscillations du moteur sus- pendu, telles que celles d'amplitude relativement élevée et de fréquence relativement basse appliquées sur ce moteur par le chassis du véhicule en circulation en raison des irrégularites de la route. Quand au contraire on désire filtrer certaines vibrations d'amplitude plus petite et de fréquence plus élevée comme c'est le cas par exemple pour les vibra- tions de fréquence comprise entre 20 et 50 Hz provenant du moteur fonctionnant au ralenti à l'arrêt du véhicule, il suffit de faire tourner le clapet 14 à l'aide du mo- teur électrique 9 de façon que ce clapet dégage les trous 13: la circulation du liquide 12 est alors libre entre les deux chambres A et B, le passage étranglé 7 est court-circuité, et le support est apte à filtrer les vibrations qui viennent d'être définies. Il suffit d'obturer à nouveau les trous 13 par le clapet 14 pour ramener le support à son état initial. Cette nouvelle obturation peut être réalisée en exerçant sur le clapet la rotation inverse de la précé- dente ou au contraire, selon une variante avantageuse, une rotation identique à la précédente: il suffit à cet effet que les positions du clapet correspondant respec- tivement à l'obturation et au dégagement des trous 13 se succèdent régulièrement autour de l'axe X. Le dégagement des trous 13 peut être complet ou seulement partiel. Ce dernier cas permet d'ajuster la section droi- te dégagée des trous en fonction de la fréquence des vibrations que l'on désire amortir au maximum. Dans la variante schématisée sur la figure 2, on a désigne les éléments comparables à ceux précédemment décrits par les mêmes références que précédemment: il s'agit de ceux désignés par les références X, 5, 6, 7, 12, 16, 17, 21, 22 et 23. Cette variante diffère de la réalisation illus- trée. sur la figure 1 par les formes respectives du cla- pet et des trous dégagés dans la cloison 6. Ces derniers comprennent au moins un canal 24 excentré par rapport à l'axe X et délimité intérieure- ment par une face cylindrique 25 dont les génératrices sont parallèles à cet axe X et le clapet est constitué par une palette plate et épalsse 26 montée pivotante autour de l'axe X, excentrée par rapport à cet axe X et propre à pénétrer transversalement dans le canal 24 de façon telle que, pour la position d'obturation complète, ladite palette prenne appui latéralement et jointivement contre là face 25. On peut ainsi obtenir, pour les trous faisant communiquer les deux chambres A et B, à la fois une grande section droite et une grande longueur axiale, ce qui peut présenter de l'intérêt vu que la fréquence des vibrations amorties au maximum par l'effet de résonance est directement liée au rapport entre cette longueur et cette section ainsi qu'à la masse de liquide impliquée par ledit effet et donc contenue dans lesdits trous. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support antlvibratoire dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précede. Ce support présente un certain nombre d'avanta- ges par rapport a ceux antérieurement connus et en par- ticulier celui de rendre possibles les déplacements du clapet moyennant des efforts relativement faibles sus- ceptibles d'être engendrés à l'aide d'un petit moteur électrique. En outre la construction proposée est très faci- lement adaptable aux supports existants. Comme il va de soi, et comme il résulte d'all- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réall- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles ou une portion de la chambre de travail A serait délimitée d'une façon connue en soi par une cloison mo- bile ou déformable susceptible de se déplacer ou défor- mer perpendiculairement à elle-même avec une amplitude limitée à une valeur faible, notamment de l'ordre de 0,5 mm, de façon à filtrer certaines vibrations de petite amplitude et de fréquence relativement élevée. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire destine à être interposé aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides, constitué par un boîtier étanche comportant une embase rigide (3) solidarisable avec l'un des deux éléments rigides, un anneau rigide (1) solida- risable avec l'autre élément rigide, une paroi élastique annulaire de support (4) reliant de manière étanche l'embase à l'anneau et une membrane flexible (5) raccor- dée de manière étanche à l'anneau, l'intérieur de ce boîtier étant divisé, par une cloison rigide étanche (6) raccordée à l'anneau entre la paroi annulaire et la mem- brane, en deux chambres, savoir une chambre de travail (A) du côté de la paroi annulaire et une chambre de com- pensation (B) du côté de la membrane, ces deux chambres communiquant entre elles en permanence par un passage étranglé (7), et une masse liquide (12) remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé, ledit dis- positif comportant en outre un passage de grande section (13,24) reliant les deux chambres et évidé dans la cloi- son rigide intermédiaire, un clapet (14,26) propre à obturer ou libérer ce passage, et des moyens pour com- mander les déplacements de ce clapet, caractérisé en ce que le clapet est rotatif et en ce que les moyens pour commander les déplacements angulaires de ce clapet sont constitués par un petit'moteur électrique (19). 2. Dispositif de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège du clapet est délimité par une face plane s'étendant dans un plan perpendicu- laire & l'axe de rotation (X) du clapet. 3. Dispositif de support selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet est un disque (14) perforé (en 15) et en ce que le siège de ce clapet pré- sente une perforation (13) analogue à celle dudit cla- pet. 4. Dispositif de support selon la revendicaticon 1, caractérisé en ce que le passage de grande section reliant les deux chambres (A et B) est un canal (24) délimité lnterleurement par une face cylindrique (25), en ce que l'axe de rotation (X) du clapet (26) est pa- rallèle aux génératrices de cette face (25) et excentré par rapport à celles-ci et en ce que ce clapet (26) est une palette plate et axialement épaisse, mobile trans- versalement par rapport au canal (24) et propre à venir reposer jointivement contre la face interne (25) de ce canal pour sa position d'obturation de celui-ci.