Brevet FR2622267A1 — publié le 19890428

i Perfectionnements aux supports antivibratoires hydrau- liques. L'invention est relative aux dispositifs antivi- bratoires destinés à être interposés aux fins de support et d'amortissement entre deux éléments rigides indivi- 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 à 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 à combustion interne de ce véhi- cule en vue d'amortir aussi bien les oscillations de "hachis" imposées au châssis par les irrégularités et variations de déclivité du sol lors de la circulation du véhicule sur ce sol que les vibrations dues au fonction- nement du moteur, notamment au ralenti ou encore que les chocs appliqués à ce moteur lors de ses démarrages et de ses arrêts par respectivement les premières et les der- nières explosions. 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 reliant de manière étanche l'embase à l'anneau et une membrane flexible raccordée de manière étanche à l'anneau, l'in- térieur de ce boîtier étant divisé, par une cloison 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 côté de la membrane, ces deux chambres communiquant entre elles en permanence par le passage étranglé ci-dessus, lequel est avantageusement constitué par un canal incurvé situé dans la zone de raccordement entre la paroi annulaire et l'anneau, et une masse li- quide remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé. L'invention vise plus particulièrement encore, mais non exclusivement, le cas o la cloison étanche intermédiaire comprend une portion déformable ou mobile formant "clapet" flottant et des moyens pour limiter l'amplitude des débattements de ce clapet à une faible valeur, de préférence inférieure à 0,5 mm. Avec un tel support, les oscillations ou vibra- tions créées entre les deux éléments rigides ont pour effet de rapprocher et d'écarter axialement à tour de rôle ces deux éléments l'un de l'autre. Celles, de ces oscillations, dites de "hachis", qui présentent une fréquence relativement basse (infé- rieure 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 tra- vers le passage étranglé et inversement et, pour une valeur donnée de ladite fréquence dépendant essentiel- lement des cotes dudit passage, on observe un amortis- sement élevé des oscillations considérées par effet de résonance de la masse de liquide circulant dans ce pas- sage. Dans les réalisations préférées comprenant un clapet tel que défini ci-dessus, celles, des oscilla- tions considérées, qui présentent une fréquence relati- vement élevée (supérieure à 20 Hz) et une amplitude relativement faible (inférieure à 0,5 mm) se traduisent par des oscillations correspondantes du clapet sans qu'il y ait véritablement de transfert de liquide à tra- vers le passage étranglé, ce qui a pour effet de filtrer la transmission des oscillations en question de l'élé- ment rigide o elles sont engendrées à l'autre élément rigide. Avec les modes de réalisation connus des sup- ports du genre en question, la masse supportée (moteur ou autre) n'est reliée à la structure portante (châssis du véhicule) que par les parois élastiques annulaires des supports. Il peut donc arriver que certaines sollicita- tions anormalement élevées exercées sur la masse sup- portée, telles que celles dues à des décélérations ou accélérations brusques du véhicule, se traduisent par des déformations excessives de ces parois pouvant en- traîner leur arrachement et leur rupture: la masse sup- portée n'est plus alors reliée à la structure portante et il peut en résulter de graves dommages. Pour remédier à un tel inconvénient, il a déjà été proposé de faire comprendre aux supports considé- rés: - une bague rigide intérieure à la chambre de travail et solidaire de l'anneau rigide, - et un pied rigide prolongeant axialement l'embase vers l'intérieur de la chambre de travail, pied traversant la bague ci- dessus avec jeu et terminé par une semelle débordante ne pouvant pas traverser cette bague. Dans un tel cas, les déplacements mutuels de l'embase par rapport à l'anneau dans le sens de l'écar- tement mutuel de ces deux éléments, dus à l'exercice de fortes sollicitations sur la masse supportée, sont auto- matiquement limités par butée de la semelle contre la bague. Ces constructions donnent souvent satisfaction. Mais elles présentent certains inconvénients tels qu'un encombrement axial global relativement impor- tant, qu'un poids relativement élevé et qu'un montage difficile. L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces inconvénients. A cet effet, les supports du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins un tronçon de câble ré- sistant à la traction situé à l'intérieur de la chambre de travail et accroché d'une part sur l'embase et d'au- tre part sur l'anneau rigide de façon telle que les dé- placements relatifs de l'embase par rapport à l'anneau rigide dans le sens de leur écartement axial soient li- mités par mise en traction dudit tronçon. Dans des modes de réalisation préférés, on a re- cours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le tronçon de câble se présente sous la forme d'un anneau continu fermé et déformé, - l'anneau présente deux premiers segments reposant sur deux rigoles de guidage solidaires de l'embase et deux seconds segments disposés dans deux couloirs de guida- ge liés à l'anneau, - dans un support selon l'alinéa précédent, les deux premiers segments d'anneau sont reliés aux deux se- conds segments par quatre troisièmes segments immergés dans la chambre de travail, - le tronçon de câble est constitué par un faisceau de brins résistant à la traction, faisceau éventuellement enrobé dans une gaine de protection, - le tronçon de câble est constitué en un matériau com- posite formé d'une matrice en matière plastique armée de fibres continues parallèles, - les fibres selon l'alinéa précédent sont constituées en verre, en carbone ou en un aramide tel que le poly(1,4-phénylène)téréphtalamide diffusé sous l'ap- pellation Kevlar par la Société du Pont de Nemours. - L'invention comprend, mises à 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 un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent un support antivibratoire hydraulique établi conformément à l'invention selon deux coupes axiales verticales perpen- diculaires l'une à l'autre, savoir la première selon I-I, figure 2 et la seconde, selon II-II, figure 1. Les figures 3 et 4 montrent respectivement en plan et en vue perspective le câble annulaire qui équipe ce support, la figure 4 faisant apparaître en outre la pièce d'accrochage dudit câble sur l'embase du support. Le support considéré est en général destiné à être interposé verticalement ou selon une direction lé- gèrement inclinée sur la verticale entre un organe por- teur rigide constitué par un châssis de véhicule et un organe supporté rigide constitué par un moteur à combus- tion 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 se présente sous la forme générale d'un boîtier étanche de révolution autour d'un axe X comportant: - un anneau rigide 1 rapporté sur le bord extérieur d'une cuvette métallique 2, laquelle porte en attente un boulon 3 de fixation de cette cuvette sur le châs- sis du véhicule, - une embase supérieure 4 en forme de plot évidée par un trou borgne fileté 5 ouvert vers le haut et propre à recevoir un boulon de fixation de cette embase sur le moteur du véhicule, - une paroi annulaire élastique 6 suffisamment épaisse pour transmettre les charges du moteur au châssis, pa- roi délimitée en substance par deux surfaces tronconi- ques évasées vers le bas et dont la petite base, dis- posée en haut, est adhérée contre l'embase 4, sa gran- de base inférieure étant raccordée de façon étanche à l'anneau 1, - et une membrane inférieure étanche et flexible 7 con- tenue à l'intérieur de la cuvette 2, le bord de cette membrane étant fixé de façon étanche sur l'anneau 1. Une cloison intermédiaire 8 divise l'intérieur du boîtier ainsi formé en deux chambres, savoir une chambre de travail supérieure A et une chambre de com- pensation ou d'équilibrage inférieure B. Le pourtour 9 de la cloison 8 est à cet effet raccordé de façon étanche à l'anneau 1, entre la paroi épaisse 6 et la membrane 7. Un passage étranglé 10 fait communiquer en per- manence les deux chambres A et B entre elles. Ce passage 10 est ici constitué par au moins un canal incurvé s'étendant selon un arc de cercle autour de l'axe X, canal évidé dans le pourtour de la cloison 8. La portion centrale de la cloison intermédiaire 8 est constituée par une membrane flexible 11 dont l'am- plitude des débattements est limitée à une faible va- leur, notamment de l'ordre de 0,5 mm, par une armature interne 12 noyée dans cette membrane. Une masse liquide L remplit les chambres A et B ainsi que le canal 10. En outre, et pour interdire toute rupture de la paroi annulaire élastique 6, notamment par étirement axial, lors de l'exercice de fortes sollicitations sur l'embase 5 par rapport à l'anneau 1, par exemple en rai- son d'une brusque accélération ou décélération du véhi- cule, on accroche cette embase sur cet anneau à l'aide d'au moins un tronçon de câble 13 résistant à la trac- tion. Ce tronçon est dimensionné et agencé de façon telle qu'il soit mis en traction lorsque l'écartement mutuel entre l'embase et l'anneau atteint une valeur considérée comme un seuil maximum à ne pas dépasser. Dans le mode de réalisation illustré, le tronçon de câble se présente sous la forme d'un anneau continu et fermé, mais déformé. L'accrochage de ce câble annulaire 13 sur l'em- base 4 est assuré en plaçant deux segments rectilignes parallèles 131 dudit câble dans respectivement deux ri- goles parallèles 14 prévues le long des deux bords oppo- sés d'une plaquette épaisse et déformée 15, laquelle est sertie au-dessous de l'embase. L'accrochage du câble 13 sur l'anneau rigide 1 est assuré en plaçant deux segments incurvés 132 dudit câble dans deux tronçons d'un couloir annulaire 14 mé- nagé à cet effet autour d'un épaulement ou gradin péri- phérique 9 de la cloison intermédiaire 8. Plus précisément ces tronçons de couloir 16 sont limités intérieurement et inférieurement par des portées annulaires dudit épaulement périphérique 9, extérieure- ment et supérieurement par deux portées annulaires de l'anneau rigide 1, avec interposition, pour ces derniè- res portées, d'une couche d'élastomère venue de moulage avec la paroi 6. En outre, un jonc de protection semi-torique 17 est prévu pour recouvrir les segments incurvés de câble 132 dont il vient d'être question, ainsi que visible sur la figure 2. Comme bien visible sur les dessins, les segments rectilignes 131 et incurvés 132 sont reliés entre eux par quatre segments rectilignes obliques 133 immergés dans la chambre de travail A. La longueur du câble 13 est choisie de façon telle: - que ce câble se présente dans un état non tendu, c'est-à-dire "flottant", lors du fonctionnement normal du support sous charge, ce qui n'affecte alors aucune- ment les divers amortissements dévolus au support, - et que la mise en tension maximum dudit câble corres- ponde à la déformation maximum admissible pour la paroi 6 lors de l'exercice d'une forte traction axiale sur l'embase 4 par rapport à l'anneau 1, traction se traduisant par un écartement axial mutuel de ces deux pièces. Bien entendu, la nature et la section du câble 13 sont choisies de façon telle que celui-ci puisse encaisser sans déformation ni rupture les efforts de traction appliqués sur lui à partir de l'instant o il a atteint son état de tension maximum. Le câble 13 est avantageusement constitué par un faisceau de brins individuels, parallèles ou torsadés, qui peuvent être métalliques, le faisceau étant alors enrobé d'une gaine de protection par rapport au liquide L. Il peut également être constitué par des torons en un matériau composite présentant une grande résistan- ce mécanique à la traction et comportant des fibres continues parallèles noyées dans une matrice en matière plastique. Lesdites fibres sont notamment constituées en verre, en carbone, ou en un aramide tel que celui diffu- sé sous l'appellation Kevlar par la Société du Pont de Nemours (il s'agit d'un poly(1,4-phénylène)téréphtalami- de) ou que celui diffusé sous l'appellation Twaron par la Société Akzo: les torons à base de fibres de verre réalisés de la sorte présentent une résistance à la rup- ture par traction supérieure à 1 kN/m2. Les torons en question peuvent être eux-mêmes enrobés de tout gainage désirable. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support antivibratoire hydraulique dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ces supports présentent sur ceux antérieurement connus l'avantage d'offrir une très grande résistance à l'arrachement par traction, et ce moyennant un encombre- ment axial relativement faible et un aspect extérieur tout à fait identique à ceux des supports du même genre antérieurement connus, les câbles d'amarrage suscepti- bles de résister aux efforts de traction étant disposés à l'intérieur desdits supports. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o les tronçons de câble intérieurs destinés à résister aux efforts d'arrachement des supports considé- rés se présenteraient sous des formes autres que des anneaux continus fermés uniques, par exemple sous la forme de plusieurs anneaux distincts, notamment de trois anneaux distribués respectivement à 120' autour de l'axe du support et accrochés chacun sur deux portées d'amar- rage comprises respectivement par l'embase 4 et par l'anneau 1, ou encore sous la forme d'une pluralité de tronçons de câble rectilignes également accrochés par leurs extrémités sur les deux pièces ci-dessus, par exemple par coopération de leurs extrémités épaissies de toute manière désirable avec des fourches ou oeillets non traversables par ces extrémités et solidaires desdi- tes pièces. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre deux éléments rigides comportant une embase rigide (4) solidarisable avec l'un des deux éléments rigides, un anneau rigide (1) solidarisable avec l'autre élément rigide, une paroi élastique annu- laire de support (6) reliant de manière étanche l'embase à l'anneau et une membrane flexible (7) raccordée de ma- nière étanche à l'anneau, l'intérieur du boitier étanche ainsi formé étant divisé, par une cloison étanche (8,9) 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 (10), et une masse liquide (L) remplissant les deux chambres ainsi que le passage étranglé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tronçon de câble (13) résistant à la traction situé à l'intérieur de la cham- bre de travail (A) et accroché d'une part sur l'embase (4) et d'autre part sur l'anneau rigide (1) de façon telle que les déplacements relatifs de l'embase par rap- port à l'anneau rigide dans le sens de leur écartement axial soient limités par mise en traction dudit tronçon de câble. 2. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le tronçon de câble (13) se présente sous la forme d'un anneau continu fermé et déformé. 3. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'anneau présente deux premiers segments (131) reposant sur deux rigoles de guidage (14) solidaires de l'embase (4) et deux seconds segments (132) disposés dans deux couloirs de guidage (16) liés à l'anneau (1). 4. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que les deux premiers segments d'anneau (31) sont reliés aux deux seconds segments (32) par quatre troisièmes segments (33) immergés dans la chambre de travail (A). 5. Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le tronçon de câble est constitué par un faisceau de brins résistant à la traction, faisceau éventuellement enrobé dans une gaine de protection. 6. Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le tronçon de câble est constitué en un matériau composite formé d'une matrice en matière plastique armée de fibres continues parallèles. 7. Dispositif antivibratoire selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce que les fibres sont consti- tuées en verre, en carbone ou en un aramide tel que le poly(1,4-phénylène)téréphtalamide diffusé sous l'appel- lation Kevlar par la Société du Pont de Nemours.