Brevet FR2598764A1 — publié le 19871120

La présente invention est relative à un palier isolant phoniquement, notamment à un palier de moteur pour véhicule automobile, comprenant une tôle d'appui recevant les charges, une contre-tôle d'appui, un ressort de suspension intercalé entre ces deux tôles, et un dispositif de limitation du mouvement du ressort comportant des butées à amortissement par élastomère qui s'engagent l'une dans l'autre, ces butées, mais non pas forcément les dispositifs d'amortissement à élastomère, étant réalisées sur les tôles du palier. L'invention est relative, en particulier, à un palier pour l'appui phoniquement isolant d'un dispositif d'entralnement d'un véhicule automobile, désigné brièvement dans ce qui suit par le terme de "palier de moteur", donc à un palier élastique soumis à une charge élastique avant tout par pression axiale. Pour l'amélioration du confort pendant la marche du véhicule, et pour la réalisation d'un bon accouplement acoustique entre l'appui et le contre-appui de l'élément élastique d'un palier de ce type, il est souhaitable, en principe, que la caractéristique d'élasticité soit aussi molle que possible. Dans la pratique, cependant, la réalisation de cette tendance de princpe est contrecarrée par le fait que l'amortissement assuré par les ressorts de suspension de ce type est défectueux. L'exigence quivant laquelle un palier de moteur phoniquement isolant doit avoir une caractéristique d'élasticité molle, et celle suivant laquelle il doit assurer en même temps un bon amortissement, sont donc des exigences fonctionnelles correspondant à des caractéristiques opposées, entre lesquelles la pratique doit trouver, dans chaque cas, un compromis.C'est ce qui fait que, lorsqu'on recherche avant tout un bon amortissement, on utilise surtout des paliers hydrauliques de différents types, et que, lorsqu'on recherche une bonne isolation phonique, on utilise surtout des paliers en caoutchouc secs formant tampons. Le but de l'invention est, à partir de cet état de la technique, la réalisation d'un palier, notamment d'un palier de moteur, du type initialement défini, qui assure une bonne isolation phonique, donc possède une caractéristique d'élasticité molle, mais, en même temps, assure un bon amortissement. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que, dans un palier dans lequel le mouvement du ressort est limité par des butées amorties par élastomère, l'amortissement des oscillations du ressort de suspension est assuré en intercalant, entre les butées du dispositif de limitation du mouvement du ressort, un système d'amortissement fonctionnant avec un fluide amortisseur. Contrairement à ce qui est réalisé dans le cas d'un palier hydraulique de construction classique, dans lequel le ressort de suspension, qui est constitué généralement par une paroi de chambre, agit directement et sans intermédiaire sur le liquide amortisseur par un déplacement de volume, ctest-à-dire dans lequel le système élastique et le système amortisseur sont, pour leur mise en oeuvre, montés en série, le ressort de suspension et le système amortisseur du palier suivant l'invention sont disposés de manière à être indépendants l'un de l'autre et à agir parallèlement l'un à l'autre. Il en résulte avant tout que le système ;smortisseur n'impose aucun raidissement volumique du ressort de suspension. Différents modes de réalisation de l'invention sont précisés dans la description et dans les revendications. C'est ainsi par exemple que, dans un mode de réalisation de l'invention, le système d'amortissement est constitué par deux chambres qui se suivent dans la direction des oscillations imprimées au ressort de suspens ion, qui sont remplies d'un fluide d'amortissement,qui sont délimitées chacune par au moins une paroi constituée par une membrane élastiquement déformable, qui sont séparées l'une de l'autre par une paroi de séparation rigide, et qui sont reliées l'une à l'autre par un conduit ménagé dans ou sur la paroi de séparation de telle manière qu'un déplacement du volume de fluide d'amortissement entre les deux chambres puisse -s'effectuer par ce conduit.Les parois en membranes élastiques des chambres sont disposées entre les butées qui limitent le mouvement du ressort de suspen sion du palier, de manière que, lorsque le système d'amortissement vient en contact avec ces butées, la chambre qui se trouve en haut, dans le sens des oscillations axiales, est déformée au niveau de la butée de limitation supérieure, et que la chambre qui se trouve en bas est déformée au niveau de la butée de limitation inférieure. Si, dans ce cas, les parois élastiques des chambres constituées par les membranes sont suffisamment différentes l'une de l'autre, c'est-à-dire si les chambres ont des rigidités volumiques suffisamment différentes, la colonne d'amor pissement enfermée dans le conduit de liaison est déplacée, par ce jeu de butées, contre un système élastique agissant dans une direction.Pour des valeurs données de la constante élastique, de la densité du fluide d'amortissement et de la sec -tion du conduit, il est possible, en modifiant la longueur du conduit, de régler le système oscillant,constitué par la masse du fluide d'amortissement enfermé et par le ressort, de telle manière qu'il se mette en résonance avec une oscillation imprimée aux chambres par l'oscillation des ressorts de suspension par l'intermédiaire des butées, afin que l'oscillation imprimée au ressort de suspension subisse un amortissement ou un arrêt de la résonance. Un palier de ce type suivant l'invention offre l'avantage d'amortir, d'une nenière efficace et spécifique pour les fréquences, les oscillations qui sont im primées au ressort de suspension par des pièces élastiques opposées, sans qu'un raidissement volumique du ressort de suspension du palier soit nécessaire. Le ressort de suspension du palier est de préférence un ressort en caout chouc, en particulier un ressort en caoutchouc mou, dans lequel l'association nécessaire entre une constante d'élasticité molle, d'une part, et la résistance mécanique, d'autre part, est réalisée par un système de conduit ménagé dans un bloc de caoutchouc. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la paroi de sépara tion des deux chambres d'amortissement élastique, qui constitue en même temps un élément de butée intérieur entre les deux éléments de butée à engagement extérieur qui limitent le mouvement du ressort, est en deux parties, et elle comporte un plan de séparation radial. Chacune des deux plaques ou tôles partielles de la paroi de séparation en deux parties comporte une rainure annulaire ouverte s'étendant sur toute la périphérie des surfaces principales des tôles partielles. La rainure annulaire ménagée dans chacune des deux tôles partielles a des dimensions telles que, lorsque les deux tôles partielles sont assemblées, les deux rainures annulaires forment ensemble un conduit annulaire. De plus, chacune des deux tôles partielles comporte un alésage de passage au moins, sensiblement axial, qui débouche d'un côté dans le fond de la rainure, et, de l'autre côté, sur la surface principale de la tôle partielle ne comportant pas de rainure. Dans ces conditions, quand les tôles partielles sont appliquées l'une sur l'autre, l'ou- vertute de l'alésage qui se trouve libre sur l'une des surfaces communique, par l'intermédiaire du conduit annulaire, avec l'ouverture de l'alésage qui se trouve libre sur le côté opposé de la paroi de séparation dans l'autre tôle partielle. Quand le palier est assemblé, ces ouvertures débouchent dans les chambres élastiquement déformables et remplies de fluide d'amortissement. De plus, chacune des tôles partielles comporte, dans la rainure et au moins essentiellement dans la zone de l'alésage, une tôle de séparation ou un élément de fermeture réalisé d'une autre manière, qui, au moment de l'assemblage des deux tôles partielles, s'engage dans la rainure de manière que le conduit annulaire formé par les deux rainures annulaires soit obturé à l'endroit ou stin- sère la tôle partielle axiale. Par une rotation élastique des deux tôles partielles l'une par rapport à l'autre, il est donc possible de régler exactement la longueur de conduit efficace entre les deux alésages. Après que la longueur de conduit nécessaire à la résonance a été déterminée, les deux tôles partielles sont reliées solidement l'une à l'autre d'une manière hermétique au fluide, par exemple par collage, brasage, ou soudage. Enfin, dans de nombreux cas d'application, il est souhaitable et avantageux de réaliser, au lieu d'une chambre périphérique disposée axialement de chaque côté de la paroi de séparation, plusieurs chambres analogues réparties régulièrement sur la périphérie de la paroi de séparation et orientées dans le sens radial. Du fait qu'un réglage commun peut s'effectuer facilement par une simple rotation des deux tôles partielles l'une par rapport à l'autre, ces systèmes d'amortisse ment à plusieurs chambres peuvent être réglés sans difficulté pour obtenir la fréquence de résonance voulue. Cette segmentation des chambres élastiques réparties sur la périphérie te la paroi de séparation pour l'action du liquide d'amortissemnt permet également le réglage de différentes fréquences de résonance pour le système d'amor pissement, c'est-à-dire, par conséquent, le réglage de l'amortissement sur plusieurs fréquences gênantes qui doivent être amorties. Pour cela, il suffit que les' différents segments des chambres d'amortissement présentent des formes géométriques différentes, de préférence des conduits de longueurs différentes ou différentes sections de conduits de résonance. L'invention est décrite ci-après d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation non limitatifs, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 est une coupe axiale d'un exemple de réalisation du palier suivant l'invention ; - la Figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1, correspondant à une partie du palier. Un exemple de réalisation du palier isolant phoniquement suivant l'invention, conclu comme moteur de palier pour un véhicule automobile, est représenté en coupe axiale sur la Figure 1. Le palier est constitué essentiellement par une talle d'appui 1 qui absorbe les charges, par une contre-tôle d'appui 3 qui est maintenue sur un appui 2, et par un ressort de suspension 4, intercalé entre la tôle d'appui 1 et la contre-tôle d'appui 3. Le ressort de suspension 4 est un ressort en caoutchouc qui est constitué par un ressort en caoutchouc traversé par des conduits 5, et qui présente une caractéristique d'élasticité particulièrement molle. Le déplacement élastique du ressort de suspension 4 est limité par des butées qui s'engagent l'une dans l'autre, la butée supérieure 6 et la butée inférieure 7 étant solidement reliées à la tôle d'appui et entourant une butée annulaire intérieure 8 qui est solidement reliée à la contre-tôle d'appui 3. Les autres butées 6, 7 de limitation du déplacement du ressort sont recouvertes d'un revêtement élastomère 9, 10, assurant l'élasticité et l'amortissement. Pour l'amortissement des oscillations du ressort de suspension entre les butées 6, 7 limitant le déplacement du ressort 6, 7, 8, un système d'amortissement 12, fonctionnant avec un fluide amortisseur 11, est intercalé tout autour de la butée annulaire intérieure 8. Dans l'exemple de réalisation en question, le système d'amortissement 12 est constitué par deux chambres 13, 14 qui sont remplies de fluide amortisseur 11 et limitées par des parois 15, 16, constituées par des membranes élastiques. Les deux chambres 13, 14 du système d'amortissement sont séparées l'une de l'autre, dans le sens horizontal, par la butée annulaire 8, qui sert de paroi de séparation 8, de sorte que les deux chambres 13, 14 se trouvent situées l'une derrière l'autre dans le sens axial, c'est-à-dire dans le sens des oscillations imprimées au ressort de suspension 4 et qui doivent être amorties.L'une des chambres 13, 14 au moins, dans ce cas la chambre 13, comporte une membrane élastique, en l'es- pèce la membrane 15, orientée transversalement par rapport au vecteur S correspondant à la charge statique ou dynamique agissant sur le ressort de suspension 4. Les chambres 13, 14, qui sont séparées l'une de l'autre dans le sens horizontal par la paroi de séparation 8, sont reliées, de manière à communiquer entre elles, par un conduit 17 qui débouche, par un alésage 18 dans la chambre 13, et par un alésage 19 dans la chambre 14. Les chambres 13, 14, le conduit 17 et les orifices de liaison ou les alésages 18, 19 sont remplis par le fluide amortisseur 11, sans inclusion de bulles d'air. Toute déformation de la membrane 15 qui réduit le volume de la chambre 13 produit un déplacement d'un certain volume de fluide d'amortissement 11, qui sort de la chambre 13 par l'alésage 18, passe par le conduit 17 et par l'alésage 19 et pénètre dans la chambre 14.Quand la force qui provoque cette déformation cesse d'agir, c' est-à-dire quand la paroi de séparation 8 oscille en sens inverse pour aller de la butée 6 à la butée 7, la force de rappel de la membrane élastique 15 commence par provoquer l'inversion du déplacement du volume du liquide d'amortissement qui a été précédemment décrit, et qui se poursuit avec déformation de la membrane inférieure 16 et déformation par la butée inférieure 7, dans la direction de la chambre 14 à la chambre 13, audelà de l'état d'absence de contrainte de la membrane 15, jusqu'à un état de contrainte provoquant l'extension de la membrane 15. Ce déplacement de volume de liquide d'amortissement de la chambre 14 à la chambre 13 est ensuite inversé de nouveau sous l'action de la force de rappel de la membrane 15 et/ou de sa déformation au niveau de la butée supérieure 6.Dans ces conditions, la colonne de liquide d'amortissement qui se trouve dans le conduit 17 se met, sous l'action élastique de la membrane 15, qui présente une constante d'élasticité plus grande que la membrane 16, à effectuer une oscillation qui se stabilise rapidement à une fréquence propre. Cette fréquence propre de la colonne du fluide d'amortissement qui oscille dans le conduit 17 est, abstraction faite d'influences perturbatrices, fonction de la différence des forces élastiques de la membrane 15 et de la membrane 16, de la section du conduit 17, de la longueur du conduit 17, et de la densité du fluide d'amortissement.En modifiant la longueur du conduit 17, il est possible de régler cette fréquence propre sur la fréquence de l'oscillation qui s'exerce,dans la direction du vecteur F, sur le ressort de suspension 4, de manière que les oscillations de résonance, dans le système d'amortissement 12, puissent être associées à l'oscillation imprimée au ressort de suspension 4, et que, par conséquent, le système d'amortissement 12 agisse comme amortisseur des oscillations perturba trices qui agissent sur le ressort de suspension 4. Cet amortissement de la ré sonance du ressort de suspension 4 peut être réglé librement, sans qu'il soit nécessaire de modifier les caractéristiques d'élasticité du ressort de suspension 4 dans un sens défavorable, notamment dans le sens d'un raidissement.Les para autres du système d'amortissement 12 et du ressort de suspension 4 peuvent donc être choisis'pratiquement librement indépendamment les uns des autres, dans de larges limites. Dans le dispositif représenté, notamment, par la Figure 1, la paroi de .séparation 8 est constituée par deux tôles partielles superposées 20, 21, compor tant des rainures ouvertes 22, 24, une pour chaque tôle, qui, en se superposant, forment le canal annulaire fermé 17. Chacune des tôles partielles 20, 21 comporte un alésage axial 18 ou 19 débouchant dans le fond de la rainure. Près de ces alé sages 18, 19, les rainures annulaires 22, 24 comportent une pièce de fermeture ou tôle de séparation 25, 26 qui, lorsque les tôles de séparation 20, 21 sont super posées, ferment le conduit à cet endroit, de telle manière que la longueur effi cace du conduit 17 qui détermine la fréquence propre est délimitée entre les deux alésages 18, 19, par ces tôles de séparation 25, 26.Pour le réglage, cette longueur de conduit 17 peut être réglée simplement en faisant tourner l'une par rapport à l'autre, dans le sens radial, les deux tôles partielles 20, 21. L'homme de l'art remarque immédiatement que le réglage de la fréquence de résonance peut être effectué de n'importe quelle autre manière, et que le conduit 17 peut être réalisé par d'autres moyens constructifs; Pour que la force élastique nécessaire à la production de l'oscillation d'amortissement, dans le conduit 17, soit aussi indépendante que possible d'autres conditions géométriques ou dynamiques, et par conséquent, pour que, indépendam aent de l'état géométrique du palier, la constante d'élasticité qui produit l'os- stillation de résonance dans le. conduit 17 ne varie pas, on raidit les parois à meabranes axiales 27, 28 et 29, 30, en particulier les parois à membranes axiales 27, 28 de la paroi à membrane horizontale 15 > plus rigide, qui est orientée trans versalement par rapport au vecteur F de l'oscillation qui agit sur le ressort de suspension 4 et qui doit être amortie, de manière à éviter une déformation ou un bombement radial des chambres. Ce résultat s'obtient de préférence, dans les con dttions indiquées par la Figure 1, par un renforcement et/ou un raidissement par dification du matériau de ces parois à membranes axiales 27, 28 elles-mêmes, ou ll peut être obtenu, d'une manière non représentée, en entourant les parois à embranes axiales de cages ou d'anneaux formant cages. Ce qui est essentiel pour la réalisation des oscillations imprimées au ressort de suspension 4 pour l'amor tissement, c' est simplement la réalisation d'une oscillation de résonance dans le conduit 17, ce qui exige que la masse enfermée dans le conduit 17 soit soumise à l'action d'un ressort, la membrane 15, dans l'exemple de réalisation décrit, qui présente une constante d'élasticité constante. Ces conditions de construction optimales peuvent être réalisées avec une bonne approximation par le renforcement latéral des parois à membranes axiales 27, 28, représenté par la Figure 1, et, le cas échéant également, des parois 29, 30. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Palier assurant l'isolation phonique, notamment palier de moteur pour véhicule automobile, comprenant une tôle d'appui (1) recevant des charges, une contre-t8Ie d'appui (3), un ressort de suspension (4) intercalé entre ces deux tôles, et un dispositif (6, 7, 8) de limitation du mouvement du ressort, comportant des butées à amortissement par élastomère qui s'engagent l'une dans l'autre, ces butées, mais pas forcément également les dispositifs d'amortisse ment à élastomères > étant réalisées sur les tôles du palier, caractérisé en ce que, pour l'amortissement du ressort de suspension, un système d'amortissement (12), fonctionnant avec un fluide amortisseur (11), est intercalé entre les bu tées (6, 7) du dispositif (6, 7, 8) de limitation du mouvement du ressort. 2 - Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système t'amortissement (12) est constitué par deux chambres (13, 14) qui se succèdent dans la direction d'oscillation, qui sont remplies d'un fluide amortisseur (11), qui sont délimitées par des parois à membranes (15, 16) élastiquement déformables et qui sont séparées l'une de l'autre par une paroi de séparation rigide (8) et reliées l'une à l'autre par une ouverture à étranglement ou un conduit (17) ména gé dans la paroi de séparation (8), de telle manière qu'un déplacement du volume du fluide d'amortissement peut s'effectuer entre les chambres (13, 14). 3 - Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une (13) au moins des chambres (13, 14) comporte une membrane élastique (15) orientée transversalement par rapport au vecteur (F) de la charge statique ou dynamique agis sant sur le ressort de suspension. 4 - Palier selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que -les parois à membranes élastiques (15, 16) des deux chambres (13, 14) disposées en série présentent des rigidités de volume différentes. 5 - Palier selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le conduit (17), ménagé dans la paroi de séparation (8), constitue un conduit de résonance pour le fluide d'amortissement (11) qui le remplit. 6 - Palier selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour le ré glage sur une fréquence de résonance à déterminer, la longueur du conduit (17) peut être modifiée. 7 - Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi de séparation (8) est constituée par deux tôles partielles (20 > 21) superposées qui comportent chacune une rainure périphérique (22, 24), un alésage (18, 19) .qui traverse le fond de la rainure en un endroit et est orienté au moins sensi blessent dans le sens axial, et, à proximité de l'alésage (18, 19), une telle de séparation axiale (25, 26) qui, à cet endroit, ferme le conduit annulaire (17) formé par superposition des rainures (22, 24) des tôles partielles (20, 21) de la paroi de séparation. 8 - Palier selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les parois à membranes déformables (15, 16) des chambres (13, 14) ont ont la forme d'une enveloppe annulaire qui, dans son plan médian radial, est subdivisée par la paroi de séparation (8) en deux chambres (13, 14) superposées dans le sens axial et reliées l'une à l'autre par une ouverture à étranglement ou par le conduit (17) ménagé dans la paroi de séparation (8). 9 - Palier selon la revendication 8, caractérisé en ce que les chambres annulaires (13, 14) sont subdivisées dans le sens radial en plusieurs, notamment en trois ou quatre, chambres individuelles. 10 - Palier selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les parois à membranes axiales (27, 28, 29, 30), pour éviter une déformation radiale, sont raidies, en particulier par des cages ou des anneaux formant cages rigides, ou en agissant sur la géométrie et/ou le matériau de ces parois à membranes axiales. 11 - Palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le ressort de suspension (4) est un ressort en caoutchouc.