Brevet FR2626640A1 — publié le 19890804

perfectionnements apportés aux manchons de suport anti- vibratires hvdrauliaues. L'invention est relative aux manchons de siupport antivibratoires hydrauliques comprenant deux aatures rigides tubulaires s'entourant l'une l'autre et de pré- férence de révolution au moins en partie, coaxialea et concentriques au moins sous charge, armatures réunes entre elles par un corps en élastomère relié de façon étanche & celles-ci et conformé de faGo: a former avec ces dernières au moins deux chambres étanches diamétra- lement opposées selon une direction Y et communiquant entre elles par un canal étroit, l'ensemble desditee chambres et dudit canal étant rempli d'un liquide. - De tels manchons sont destinées à être montés aux fins de suppozt et d'amortissement entre deux pièces rigides solidarisables respectivement avec les- deux armatures- et susceptibles de subir l'une par rapport a - l'autre des oscillations orientées selon la direction diamétrale Y, l' ensemble étant agencé de faeon telle que, pour certaines au moins de ces oscillations, lé liquide soit refoulé alternativement e -l'une des cha bres vers Vautre et inversement a travers le canal étroit, ce qui crée dans ce liquide, pour certaines fré- quences des oscillations, un phénomène de résonance pro- pre à amortir la transmission de ces-oscillations de l'une des armatures à J'autre. Les manchons à débattement diamètral du genre en question sont par exemple destinés - être interposés entre, d'une part, un chassis de véhicule et, d'autre part, le moteur à combustion interne ou le train avt ou artière de ce véhicule. Pour remplir le foanctions de support et d'amor- tissement mentionnées ci-dessus, on connalît un autre type de dispositifs hydrauliques, à débattement axial et non pas diamétral, présentant une construction de révo- lution autour d'un axe généralement vertical, la direc- tion selon laquelle se manifestent les oscillations à amortir étant celle de cet axe. Ces supports comportent encore deux chambres dé- formables étanches communiquant entre elles par un canal étroit, l'une de ces deux chambres, généralement délimi- tée extérieurement par une paroi tronconique épaisse, étant dite "chambre de travail" alors que l'autre, es- sentiellement délimitée par une feuille flexible, est dite "chambre de compensation'". Il a' été proposé d'équiper ces autres supports de moyens de "découplae haute fréquence", c'est-à-dire permettant de filtrer les vibrations de relativement faible amplitude (généralement inférieure à 0,5 mm) et de relativement haute fréquence (généralement supérieure à 15 Hz) telles que celles dues au fonctionnement d"un moteur à combustion interne de véhicule. Ces moyens comprennent un "clapet" mobile ou dé- formable délimitant une portion de la chambre de tra- vail, cette portion pouvant se situer au niveau de la paroi extérieure de ladite chambre ou au niveau d'une cloison centrale séparant les deux chambres, ainsi que des moyens pour limiter à une faible valeur, notamment de l'ordre de 0,5 mm, l'amplitude des débattements dudit clapet. On a cherché à appliquer une telle formule de découplage aux manchons à débattement diamétral tels que définis ci-dessus. C'est ainsi qu'il a été proposé dans le brevet Europe n" 0 172 700 de constituer une portion de la pa- roi extérieure de l'une des deux chambres d'un tel man- chon par une membrane dêformable -encagée entre deux grilles rigides aux fins de limitation de ses débatte- ments. Une telle solution présente l'inconvénient qu'en cas de rupture ou fuite de. la membrane, le tliquide contenu dans le manchon s' échappe à l extéieur,' ce -qui rend ce manchon inopérant. Du fait de la construction particulière des man- chons à débattement diamétral, il n'était pas considéré comme envisageable jusqu'l ce jour d'adopter pour ces manchons la formule du clapet central connue pour les supports à débattement axial. La cloison centrale séparant les deux poches de ces manchons est en effet composéèe par 1'-axmature rigide tubulaire interne et par deux trongons déformables courts- et épais prolongeant diamétralement cette arma- ture de part et d'autre et reliant entre elles les deux armatures: aucun emplacement n'était donc a priori dis- ponible dans une telle cloison pour recevoir le clapet central ci-dessus. L'invention a pour objet de rendre possible l'adoption d'un tel clapet central dans des manchons antivibratoires hydrauliques du genre considéré à débat- tement diamétral. A cet effet, les manchons du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que l'un au moins des tronçons, de leur cloison cen- trale, reliant entre elles les deux armatures, est évidé- par un puits s'étendant selon la direction Y et faisant communiquer entre elles les deux chambres, puits -barré par un clapet mobile-ou déformable du gen=e ci-dessus. Dans des modes de réalisation préférés, on a re- cours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la portion du -corps en élastomère 'ui délimite l'une au moins des chambres présente en section axiale la forme générale d'un V ouvert radialument vers il'ext- rieur, - le puits est évidé dans une portion en êlastomére de. la cloison centrale, le puits selon l'alinéa précédent est garni de deux bagues cylindriques alignées axialement selon la di- rection Y avec interposition du clapet, avec ou sans jeu, - le puits est évidé dans une barrette rigide consti- tuant la portion diamétralement extérieure de la cloison centrale, - chaque barrette selon l'alinéa précédent est consti- tuée par deux demi-barrettes juxtaposées l'une contre l'autre selon la direction Y, - chaque demi-barrette selon l'alinéa précédent fait partie d'une armature rigide arquée comportant au moins deux arceaux qui s'étendent le long des extrémi- tés axiales de la face intérieure de l'armature exter- ne. 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 deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limi- tative. Les figures '1 et 2, de ces.dessins, montrent un premier manchon de support antivibratoire hydraulique établi selon l'invention, respectivement en coupe axiale selon I-1, figure 2 et en coupe transversale selon II- I, figure 1. Les figures 3 et 4 montrent un second manchon également conforme à l'invention, respectivement en cou- pe axiale selon III-111, figure 4 et en coupe transver- sale selon IV-IV, figure 3. D'une façon connue en soi, le manchon de support comprend dans chaque cas: - une armature métallique interne tubulaire de révolu- tion 1 dont l'axe X est généralement horizontal, - une armature métallique externe tubulaire de révolu- tion 2 coaxiale a l'armature i au moins pour l'état monté et chargé du manchon et entourant cette armature 1, -et un corps en élastomère 3 reliant l'une à l'autre les deux armatures 1 et 2 en ménageant entre celles-cie deux poches ou chambres étanches A,B diamétralement opposées selon une direction Y généralement verticale. L'armature interne 1 est destinée à &tre solida- risée avec une broche (non représentée) qui la traverse jointivement alors que l'armature externe 2 est destinée à être solidarisée avec un palier (non represente), cet-- te broche et ce palier étant solidaires respectivement de deux éléments rigides entre lesquels on. désire monter un support antivibratoire, éléments tels qu'un moteur ou hras de suspension de véhicule et que 1e chksis de ce véhicule. Les deux chambres A et B communiquent entre elles par un canal étroit E sur lequel on reviendra plus loin. Ces deux chambres et le canal'étroit E sont- rem- plis d'un liquide L. - Le fonctionnement d'un tel manchon de support est le suivant. Au repos, le manchon se trouve dans son état illustré sur 1es dessins. Si, à partir de cette situation, on applique sur l'armature externe 2, par rapport à l'armature interne 1, une sollicitation selon la direction Y' dans le-sens de la flèche E, la chabre A se rétrécit par écrasement alors qu'au contraire la chambre B se dilate: Ie hi- quide L initialement contenu dans la chambre A est alors chassé vers la chambre B à travers le canal étroit E.; Cet effet est inversé dès que la sollicitation en sens inverse de la précédente est exerceée sur 1'arma- ture 2. 26Z6640 L'alternance de ces sollicitations est généra- lement renouvelée à une certaine fréquence et, pour une valeur Fo de cette fréquence qui est prédéterminée et liée aux dimensions du canal étroit E, et en particulier au rapport entre sa section droite et sa longueur, la masse de liquide circulant dans ce canal est mise en ré- sonance et le support exerce alors sur la transmission des oscillations de l'une des armatures à l'autre un excellent amortissement. Le perfectionnement apporté par la présente in- vention aux manchons du genre ci-dessus permet de les "découplera vis-àvis de certaines hautes fréquences, c'est-à-dire de filtrer directement certaines vibrations de fréquence relativement élevée et d'amplitude relati- vement faible sans faire intervenir aucune circulation du liquide L dans le canal étroit E. Dans chaque cas on fait appel a cet effet à un - clapet vibrant monté de façon telle: - que ses débattements soient commandés par application de pressions sur respectivement deux de ses plages opposées, - que ces plages soient en contact direct avec respecti- vement les volumes de liquide contenus dans les deux chambres A et B, - et que l'amplitude desdits débattements soit limitée à une faible valeur. Plus précisément, dans chaque cas., ce clapet 4 est placé dans un alésage ou " puits" 5 lui-même évidé dans la portion, de la paroi 6 séparant les deux cham- bres A et B, qui est comprise entre les deux armatures 1 et 2. Le puits 5 présente de préférence la forme d'un cylindre de révolution dont l'axe est parallèle à la direction Y, Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, le puits 5 est évidé dans une portion en 7' - élastomère de la paroi 6. Ce puits est garni de deux bagues cylindriques 7 disposées dans le prolongement axial l'une de i'autre avec interposition du clapet 4. - Ce clapet se présente sous la forme d'une pas- tille circulaire rigide constituée- notamment en une matière plastique telle qu'une superpolyamide. La forme et le montage des bagues 7 sont prévus de façon à permettre des débattements de petite ampli- tude du clapet 4 parallèlement a la direction Y, la va- leur maximum de cette amplitude étant de préférence de l'ordre-de 0,5 mm. Dans le mode de réalisation représenité à droite de la figure 2, le diamètre extérieur du clapet 4 est -un. peu plus grand que le diamètre intérieur des bagues 7 et l'écartement axial de celles-ci est légèrement plus grand que l'épaisseur du clapet, de sorte que ce dernier peut se déplacer axialement entre les tranches en regard des deux bagues. Dans le mode de réalisation représenté à gauche de la figure 2, chaque bague 7-est barrée par une grille 8 au voisinage de l'une de ses extrémités axiales et le clapet 4 est monté fou dans la cage délimitée par ces deux grilles et par ces deux extrémités apres juxtaposi- tion axiale des deux bagues: . Le corps 3 en élastomère est ici tel que la sec- tion axiale de chaque poche présente la forme générale d'un V ouvert radialement vers l'extérieur À en d'autres termes, ce corps est conformé à la façon d'un diabolo presentant deux moitiés coniques convergeant vers:le centre. Une telle forme. est avantageuse an ce qu'elle rend possibles des déformations élastiZues'relativement importantes du manchon, se traduisant par des inclinai- sons mutuelles relativement élevées des axes de ses deux armatures qui sont coaxiales au repos.- - 26266.40 8- Le canal étroit E, quant à lui, est évidé dans l'une au moins des bases épanouies du-diabolo et s'étend sur un arc de ce.rcle d'axe X, arc présentant notamment une étendue angulaire de l'ordre de 180*. Ledit canal E est délimité par une virole métal- lique 9 (figure 1) portée par ladite base et ouverte axialement vers l'extérieur du manchon et par une garni- ture en matière plastique rigide 10 introduite dans cette virole et ne la remplissant pas intégralement. A ses deux extrémités, le canal E débouche res- pectivement dans les deux chambres A et B par des lu- mières 11 appropriées. On voit encore sur les figures 1 et 2 des arma- tures rigides 12 en forme de tuiles partiellement cy- lindriques qui sont montées dans chacune des chambres A et B en longeant jointivement la face intérieure de l'armature externe 2 et dont le r6le est de consolider l'ensemble du manchon afin d'éviter les déformations du corps 3 en élastomère. Le fonctionnement en "découplage haute fréquen- cen d'un tel manchon est le suivant, Loesqu'une vibration de faible amplitude (savoir en général inférieure à 0,5 mm) et de fréquence relati- vement' élevée (savoir supérieure à 15 Hz et par exemple de l'ordre de 50, 100 ou-150 Hz) est appliquée à l'une des deux armatures 1 et 2, elle entraine en vibration le clapet-4 et ce phénomène suffit pour assurer un effet de filtrage empêchant le transfert des vibrations de l'ar- mature considérée à l'autre armature. Si l'amplitude des vibrations considérées dépas- se la valeur de seuil imposée par les butées de fin de course du clapet, le liquide est forcé de circuler dans le canal étroit. et l'on retrouve l'autre mode de fonc- tionnement amortisseur du manchon, plus spécialement ré- servé aux oscillations de basse fréquence, mode faisant intervenir la résonance du liquide en circulation dans - 2626640 le canal étroit. Dans le second mode de réalisation illustré sur 1les figures 3 et 4, les composants identiques ou compa- rables à ceux décrits précédemment à propos des figures I et 2 ont été affectés des mémes références. Le manchon de cette variante diffure du prec-- dent en ce que 1les puits 5:-ne sont pas évidés dans les portions déformées de la paroi de séparation 6T mais dans des portions rigides 13 prolongeant extérieurement ces portions déformées. Ces portions rigides 13 se présentent ici sous- la forme de barrettes composées chacune de deux demi- barrettes 135 et 132 juxtaposées l'une contre l-'autre selon la direction Y. L'ensemble est agencé de façon telle que, lors de cette juxtaposition, les deux alésages composant chaque puits 5 sont alignés et qu'une gorge annulaire 14 soit formée entre eux, gorge susceptible de recevoir jointivement le pourtour d'une membrane élastique et étanche constituant le clapet 15. Des moyens sont prévus pour limiter l'amplitude des débattements de cette membrane 15, moyens tels qu'une toile incorporée a celle-ci. Le plan P selon lequel sont juxtaposées les deux demi-bakrettes 131 et 132 est le plan passant par l'axe X qui est perpendiculaire à la direction Y. - Les -deux demi-barrettes situées d'un même c6té du plan P sont réunies entre elles par deux arceaux semi-circulaires 16 formant avec ces demibarrettes une même armature monobloc moulée. Cette armature jpue ici le r8le de maintien-qui était joua par les tuiles 12 dans la réalisation précé- dente. Cette variante conduit certes à adopter poua l'armature tubulaire externe 2 un diamète plus grand que pour le mode de réalisation precédent. o10 Mais dans cette variante, on dispose au niveau des barrettes 13 d'une dimensioh relativement importante selon la direction de l'axe X et les évidements de cette barrette ne risquent pas d'affaiblir le support, de sor- te que les puits 5 peuvent présenter une grande dimen- sion parallèlement audit axe X. C'est ce qui a été représenté sur la figure 4, pour laquelle le puits 5 est composé de six alésages cylindriques de révolution évidés parallèlement à la direction de l'axe X, la gorge 14 dans laquelle débou- chent tous ces alésages étant commune à tous ceux-ci et présentant alors une forme rectangulaire allongée selon la direction de l'axe X. Le fonctionnement de ce manchon en "découplage haute fréquence" est analogue à celui précédemment dé- crit à la seule différence près que les débattements du clapet précédent 4 sont ici remplacés par les déforma- tions de la membrane 15. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose de manchons de support antivibratoires dont la constitution et le fonctionne- ment résultent suffisamment de ce qui précède. Ces manchons présentent de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, en particulier celui d'assurer un "découplage haute fréquence" efficace sans qu'il existe un risque quelconque de fuite de li- quide vers l'extérieur du manchon au niveau même du cla- pet ou de son siège. 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 le canal étroit reliant entre elles les deux chambres A et B du manchon serait localisé dans une par- tie du manchon autre que la base épanouie de l'un des t11- Il deux cônes et celles o, les clapets étant constitués par des pastilles rigides propres à battre entre deux siéges, des moyens, tels que des coussins en caoutchouc montés sur ces pastilles et/ou-.sur ces sièges, seraient prévus pour éviter les bruits de contact entre pastilles et sièges. 262 640 REVENDICATIONS 1, Manchon de support antivibratoire hydraulique comprenant deux armatures rigides tubulaires (1,2) s'en- tourant l'une l'autre et réunies entre elles par un corps en élastomère (3) relié de façon étanche à celles- ci et conformé de façon à former avec elles au moins deux chambres. étanches (AB) diamétralement opposées selon une direction Y, séparées l'une de l'autre par une cloison centrale (6) et communiquant entre elles par un canal étroit (E), l'ensemble desdites chambres et dudit canal étant rempli d'un liquide, caractérisé en ce que l'un au moins des tronçonsr de sa cloison centrale (6), reliant entre elles les deux armatures (1 et 2), est évidé par un puits (5) s'étendant selon la direction Y et faisant communiquer entre elles les deux chambres (A et B), puits barré par un clapet mobile ou déformable (4 ) associé à des moyens pour limiter l'amplitude de ses débattements. 2. Manchon de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion du corps en élastomère (3) qui délimite l'une au moins des chambres (A,B) pré- sente en section axiale la forme générale d'un V ouvert radialement vers l'extérieur. 3. Manchon de support selon l'une quelconque des revendicationa I et 2, caractérisé en ce que le puits (5) est évidé dans une portion en éilastomère de la cloi- son centrale (6). 4. Manchon de support selon la revendication 3, caractérisé en ce que le puits (5) est garni de deux bagues cylindriques (7) alignées axialement selon la direction Y avec interposition du clapet (4,15), avec ou sans jeu. 5. Manchon de support selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le puits (5) est évidé dans une barrette rigide (13) constituant la portion diamétralement extérieure de la cloison cen- trale (6). 26266-4O0 6. Manchon de support selon la revendication 51 caractérisé en ce que chaque barrette (13) est consti-- tuée par deux demi-barrettes (131 132} juxtaposées 1'une contre l'autre selon la direction Y. 7. Manchon de support selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque demi-barrette fait partie d'une armature rigide arquée comportant au moins deux arceaux (16) qui s' étendent le long des extrémités axiales de la face intérieure de l'armature extetne {2).