Brevet FR2630175A1 — publié le 19891020

invention concerne un dispositif pour 1 absorption aussi complete que possible des vibrations subies ou émises par un élément de structure à amortir et susceptibles de se propager de façon intempestive par voie solide. aérienne (notamment sous forme de bruits) ou fluidique. De telles vibrations apparaissent notamment dans des éléments de structure. de forme et de matière quelconque, pendant un processus d'élaboration (découpe. formage. forgeage, rivetage. usinage, assemblage, traitements mécaniques ) . pendant une opération de manutention. pendant des essais de mise au point, ou en cours d utilisation sous l'effet de moteurs ou autres sources de vibrations auxquelles ces éléments de structure sont liés. Ces eléments de structure peuvent notamment, mais non exclusivement. être des pièces de châssis de carters. de carrosserie ou de carlingue. pour des appareillages incluant des sources puissantes d'énergie, ou des véhicules terrestres, maritimes ou aériens. On connait les propriétés amortissantes des revêtements bitumeux ou résineux en couche simple ou pour plus d'efficacité en système multicouche bidimensionnel ou tridimensionnel. avec ou sans contrainte additionnelle. Ces revêtements, d'efficacité certaine au moins dans le domaine des hautes fréquences. presentent d'énormes difficultés de mise en oeuvre et un caractére quasi définitif d'implantation sur les structures porteuses, ce qui en limite l'emploi à des structures de forme simple. d'un prix élevé et pouvant conserver le revêtement pendant toute leur vie. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif d'absorption de vibrations qui puisse être monté de façon amovible et qui soit adapté á : - procurer une meilleure résistance mécanique des éléments de structure à amortir, - modifier le comportement dynamique de ces éléments, en modifiant leur spectre d'émission de vibrations - reduire les bruits et vibrations aux postes de travail (ou de loisir) sur, et à distance de, ces éléments, et - conférer à ces éléments une discretion acoustique et vibratoire accrue. L'invention propose à cet effet un dispositif d'absorption de vibrations destine à être appliqué contre un élément de structure pour en amortir les vibrations, caractérisé en ce qu'il comporte une masse élastique d'amortissement dans laquelle est prévue au moins une alvéole reliée au travers d'une vanne à une source de pression/dépression, ce dispositif étant appliqué de façon amovible contre l'élément de structure en sorte de le mettre sous précontrainte, par mise en communication de l'alvéole avec la source de pression/dépression par ouverture de la vanne. I1 est à noter que, grâce à l'invention, non seulement on ajoute de façon amovible, masse, raideur et amortissement à la pièce ou élément de structure à amortir, - ce qui permet le cas échéant d'agir sur un ou plusieurs de ses modes de vibrations, mais encore on met en précontrainte cette piece, ou élément, ce qui en augmente le taux d'amortissement interne, cette précontrainte résultant au moins en partie de l'application même du dispositif d'absorption de vibrations sur la pièce ou élément de structure à amortir en connectant les alvéoles à la source de pression/dépression. Selon des dispositions préférées du dispositif de l'invention, éventuellement combinables - la masse élastique d'amortissement comporte sur une face une pluralité d'alvéoles ouvertes, bordées par des lèvres d'étanchéité destinées à être appliquées contre l'élément de structure à amortir, et connectees au travers de la vanne à une source de dépression - elle comporte des masses de matériau amortisseur dans certaines au moins des alvéoles ouvertes - elle comporte une couche de matériau amortisseur sur une face oppose à celle dans laquelle débouchent les alvéoles ouvertes - le matériau amortisseur est bitumineux - sur la face de la masse élastique opposée à celle dans laquelle débouchent les alvéoles ouvertes, des masselottes formant "batteurs" sont disposées en regard de certaines au moins de ces alveoles ouvertes - il comporte une masse élastique d'amortissement prenant appui contre un élément d'appui et comportant au moins une alvéole fermée formant poche reliée au travers d'-une vanne à une source de pression - l'élément d'appui fait partie integrante de l'élément de structure à amortir - l'élément de structure à amortir étant un tube, il comporte, à l'intérieur du tube, une masse élastique d'amortissement comportant une poche fermée reliée au travers d'une vanne à une source de pression, et, à l'extérieur dudit tube, une masse élastique d'amortissement comportant sur une face une pluralité d'alveoles ouvertes bordées par des levres d'étanchéité destinées à être appliquées contre le tube, et connectees au travers d'une vanne à une source de dépression - la masse élastique d'amortissement est en élastomère moule. Des objets. caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe transversale d'un élément de structure sur lequel est appliqué un dispositif d'absorption de vibrations selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue partielle en coupe transversale d'un autre élément de structure sur lequel est appliqué un autre dispositif d'absorption de vibrations - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un tube auquel sont appliqués chacun des dispositif d'absorption de vibrations des figures 1 et 2 ; et - la figure 4 est une vue partielle en coupe transversale d'un élément de structure auquel est appliqué un dispositif d'absorption de vibrations selon une variante de réalisation de celui de la figure 1. A la figure 1, à un élément de structure 1 est associé un dispositif d'absorption de vibrations 2 comportant une masse élastique d'amortissement 3 dans laquelle est ménagée une pluralité d'alvéoles 4 dont chacune est reliée par une tubulure 5 munie d'une vanne 6, à une source de dépression 7. Cette vanne est par ailleurs adaptée à ramener les alveoles 4 à la pression ambiante. Les alvéoles 4 sont bordées par des lèvres d'étanchéité 8 par lesquelles l'ensemble du dispositif 2 peut être appliqué sur l'élément 1. De manière préférée, d-ans certaines au moins des alvéoles 4, est fixée par tout moyen approprié une masse de matériau amortisseur 9, adapté à filtrer les vibrations en assurant des fonctions de ressort et d'amortissement entre les alvéoles internes et l'élément de structure 1 ô amortir. De même, une couche 10 de ce même matériau est avantageusement fixée sur la paroi arriére de la masse 3. La masse élastique d'amortissement 3 est de préférence une piece élastomère moulée. Elle peut aussi être constituée en résime ou en polymère, par une plaque métallique équipée de joints souples rapportés, ou etre réalisée en tout autre matériau approprié. La hauteur et la largeur des levres d'étanchéité 8 sont choisies, compte tenu des caractéristiques de rigidité du matériau qui les constituent, de telle sorte qu'elles puissent appliquer des précontraintes à l'élément de structure 1 lorsque le dispositif 2 est mis en place (voir plus loin). La source de dépression 7 est de tout type connu approprie. Il s'agit par exemple d'une pompe à vide, d'un système à venturi, ou encore d'un système statique du type ventouse de manutention. Les masses de matériau amortisseur 9 sont par exemple constituees d'une matière bitumineuse. La mise en place de façon amovible du dispositif d'absorption de vibrations 2 contre l'élément à amortir 1 se fait alors que la vanne 6 est fermée et que les alvéoles sont à la pression ambiante. Cette mise en place se traduit par l'obturation des alvéoles par 1" élément 1. Après mise en place, on ouvre la vanne 6 en sorte de mettre les alvéoles 4 en dépression (d'une valeur par exemple comprise entre 0,5 et 0,6 bar). Grâce à l'effet ventouse qui apparait dans ces alvéoles, le dispositif 2 s'applique énergiquement contre l'élément 1 et devient ainsi auto-porteur. En outre, du fait de la rigidité des lèvres d'étanchéité 4 (voir ci-dessus), il apparait une précontrainte dans l'élément puisque celui-ci tend à s'incurver de place en place vers l'intérieur des alvéoles. Ces alvéoles 4 en dépression constituent des volumes à pression fluide réduite, diminuant l'rechange d'énergie vibratoire entre la structure à amortir 1, le dispositif 2 et le milieu ambiant. Ce dispositif est détaché de l'élément 1 par simple mise à la pression ambiante. La figure 2 illustre une variante de réalisation dans laquelle un dispositif d'absorption de vibrations 20 est formé d'une masse élastique d'amortissement 21 (par exemple en élastomère moulé) comportant au moins une alvéole fermée 22 formant poche reliée, par une tubulure 23 comportant une vanne 24, soit ô une source de pression 25 de tout type connu, soit à la pression ambiante, Ce dispositif 20 prend appui sur un élément d'appui 26. Cet élément d'appui peut être lié à un support fixe indépendant de l'élément de structure 1'. En variante il peut faire partie intégrante de l'élément de structure a amortir. La source de pression 25 peut être un réseau pneumatique ou fluide de pression. On met en place le dispositif 20 contre l'élément 1' tandis que la vanne 24 est fermee et que la poche 22 est à la pression ambiante (ou ô une pression inférieure) : le dispositif 20 occupe ainsi un volume minimum. En ouvrant la vanne 24 on met cette poche sous pression (entre 3 et 6 bars par exemple, étant rappelé que 6 bars correspond à la pression du réseau), , ce qui met sous contrainte l'élément de structure à amortir 1', d'où une augmentation de son taux d amortissement interne. Lorsque l'élément à amortir 1 est un tube, ce dispositif 20 en obture la section, ce qui réduit l'émission vibratoire vers l'extérieur. La figure 3 montre un élément de structure formé d'un tube 30. A l'intérieur est placé un dispositif u absorption de vibration 20 du type decrit à la figure 2, et sur sa paroi extérieure est placé un dispositif 2' du type décrit ô propos de la figure 1, et qui a ici la forme d'un manchon. Les alvéoles sont avantageusement constituées de tronçons longitudinaux parallèles à l'axe du tube 30. La figure 4 est une variante de la figure 1 dans laquelle des masselottes M1, M2... sont accolées à l'arrière des alvéoles 4 en sorte d'obtenir un effet de "batteur". L'accord de celui-ci est réalisé sur plusieurs frequences par variation du nombre et des masses des masselottes M1, ... -ou des raideurs des membranes associees K1. K2 .. définies entre ces masselottes et le fond des alvéoles 4. Il va de soi que la description qui precède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposes par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. De manière générale, l'invention propose un absorbeur de vibrations transmises par voie solide ou fluidique, notamment aérienne, comportant notamment et par exemple les points suivants, pris ensemble, isolément ou en toutes combinaisons.: - on forme une masse souple à une ou plusieurs alvéoles étanches sur leur périphérie ou localement, - cette masse souple est équipée, ou non, d'un matériau amortisseur additionnel, - cette masse est associee à un dispositif permettant d'obtenir une dépression ou une surpression dans les alvéoles, - cette masse est amovible par simple action sur la pression (ou dépression), - cette masse est intégrée à un support, - cette masse est intégrée à un support servant également de support à la structure à amortir (outillage), - cette masse possède une armature interne. - cette masse est équipée de une ou plusieurs masses additionnelles, fixées par vissage, collage, aimants naturels ou électro-aimants, - cette masse est équipée de joints de type magnétique, - la masse est constituée de plusieurs étages semblables superposés, - la masse est constituée de plusieurs étages différents superposés, - la masse est constituée d'une seule matiére, - la masse est constituée de plusieurs matières assemblées, - la masse est const.ituée de plusieurs pieces d'une même matière, assemblées. REV.ENDICATIONS 1. Dispositif d'absorption de vibrations (2, 2' , 20) destiné à être appliqué contre un élément de structure (1, 1', 30) pour en amortir les vibrations, caractérisé en ce qu'il comporte une masse élastique d'amortissement (3, 21) dans laquelle est prévue au moins une alvéole (4, 22) reliée au travers d'une vanne (6, 24) à , une source de pressionidépression (7, 25), ce dispositif (2, 2', 20) étant appliqué de façon amovible contre l'élément de structure (1, 1', 30) en sorte de le mettre sous précontrainte, par mise en communication de l'alvéole (4. 22) avec la source de pression/dépression (7. 25) par ouverture de la vanne (6, 24). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse élastique d'amortissement comporte sur une face une pluralité d'alvéoles ouvertes (4), bordees par des levures d'étanchéité destinées à etre appliquées contre l'élément de structure à amortir, et connectées au travers de la vanne (6) à une source de dépression (7). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des masses de matériau amortisseur (9) dans certaines au moins des alvéoles ouvertes (4). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu il comporte une couche de matériau amortisseur (10) sur une face opposée à celle dans laquelle débouchent les alvéoles ouvertes (4). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau amortisseur est bitumineux. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, sur sa face opposée à celle dans laquelle debouchent les alvéoles ouvertes (4). des masselottes formant "batteurs" disposées en regard de certaines au moins de ces alvéoles ouvertes. 7, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une masse élastique d'amortissement (21) prenant appui contre un élément d'appui (26) et comportant au moins une alvéole fermée formant poche (2?) reliée au travers d'une vanne (24) ô une source de pression (25). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément d'appui (2S) fait partie intégrante de l'élément de structure à amortir (1') 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, l'élément de structure à amortir (30) étant un tube, il comporte, à l'intérieur du tube, une masse élastique d'amortissement (21) comportant une poche fermee (22) reliée au travers d'une vanne (24) à une source de pression, et, à l'extérieur dudit tube, une masse élastique d'amortissement (3) comportant sur une face une pluralité d'alvéoles ouvertes (4) bordées par des lévres d'étanchéité (8) destinées à etre appliquées contre le tube, et connectées au travers d'une vanne (6) à une source de dépression (7). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la masse élastique d'amortissement (3, 21) est en élastomère moulé.