Brevet FR2623583A2 — publié le 19890526

FR 2623583 A2 19890526 FR 8716240 A 19871124 La présente Addition est relative à un autre mode de réalisation du support élastique objet du Brevet Principal, et plus particulièrement de la structure de la matrice élastomère de ce support. De façon plus précise, le Brevet Principal a pour objet un support élastique comportant: - une matrice élastomère ayant une structure aplatie symétri- que par rapport à un axe perpendiculaire au plan de celle-ci, - une pluralité de câbles, notamment en matériau composite, noyés dans cette matrice élastomère et distribués de façon uniforme dans la masse de celleci, - une pluralité de dispositifs de fixation autorisant la sollicitation en flexion des câbles précités, noyés dans la matrice susdite, suivant l'une quelconque des trois directions d'un repère cartésien d'axes orthogonaux comprenant l'axe de symétrie précité. La structure symétrique de la matrice et la distribution des câbles dans celle-ci sont telles que le comportement à la flexion du support élastique est sensi- blement isotrope selon les trois directions dudit repère d'axes orthogonaux, quelle que soit la direction d'une sollicitation agissant sur ledit support élastique dans ce repère. Un mode de réalisation de la structure symétrique de la matrice élastomère précitée, qui est décrite dans le Brevet Principal, est constitué par une croix à bras égaux et perpendiculaires entre eux, lesdits câbles étant noyés dans les bras de la croix parallèlement à l'axe de ces derniers. Le dispositif de fixation prévu à l'extré- mité latérale de chaque bras, tout en offrant un appui à la flexion dans l'une quelconque des trois directions du repère cartésien précité, autorise un degré de coulissement approprié de chaque bras de la croix selon son axe, lorsque la sollicitation présente une composante orientée selon cet axe. Les dispositifs de fixation décrits dans le Brevet Principal, qui autorisent la sollicitation en flexion des câbles et le coulissement (entre certaines limites) des bras de la croix, sont réalisés de trois manières différentes. Un premier mode de réalisation de chaque dispo- sitif de fixation comporte une paire de rouleaux, perpen- diculaires à la fois à l'axe de symétrie précité et à l'axe du bras correspondant,ainsi qu'une paire de rouleaux parallèles à l'axe de symétrie et perpendiculaires à l'axe dudit bras correspondant, les rouleaux de chaque paire étant fixés dans un bâti et espacés de façon à permettre le logement, avec appui et coulissement, de l'extrémité de ce bras. Un deuxième mode de réalisation de chacun des dispositifs de fixation comporte au moins un dispositif à structure lamifiée disposé d'un côté du bras correspon- dant, à une extrémité de celui-ci, ce dispositif à struc- ture lamifiée comportant une pluralité de couches élasto- mères alternées et adhérisées à des couches de renforce- ment, lesquelles couches sont parallèles à l'axe du bras correspondant et perpendiculaires à l'axe de symétrie, chaque dispositif à structure lamifiée étant fixé à un bâti. Un troisième mode de réalisation de chacun des dispositifs de fixation précités est constitué par au moins une couche élastomère disposée d'un côté du bras correspondant à une extrémité de celui-ci. De plus, le support élastique objet du Brevet Principal comporte un moyen de réglage de sa fréquence d'oscillation propre comprenant une structure lamifiée à couches cylindriques constituée par un arbre central (axe) et au moins une succession de couches comportant une couche élastomère cylindrique adhérisée à l'arbre central et une couche cylindrique métallique adhérisée à la couche élastomère précitée. L'arbre est perpendiculaire à l'axe du bras correspondant et est disposé d'un côté de l'extrémité du br as, symé t r iquement par rapport à un plan passant par l'axe de ce bras et l'axe de symétrie, de manière à dépasser de part et d'autre l'encombrement transversal du bras correspondant.L'extrémi- té de ce dernier est reliée à la structure lamifiée cylindrique par deux couches élastomères, qui sont disposées de part et d'autre par rapport audit plan de symétrie de cette structure lamifiée cylindrique et qui sont adhérisées à des équerres entre lesquelles est emprisonnée (adhérisée) l'extrémité du bras correspondant. La présente invention s'est donné pour but de pourvoir à un support élastique qui, tout en satisfaisant aux buts déjà visés dans le Brevet Principal, présente - notamment par rapport à la configuration en forme de croix à bras égaux qui y est décrite - une raideur sensiblement inférieure lorsqu'il est sollicité selon l'une quelconque des directions d'un repère d'axes orthogonaux. La présente invention a pour objet un support élas- tique selon l'une quelconque des dispositions du Brevet Princi- pal, caractérisé en ce que la matrice élastomère présente une structure symétrique annulaire carrée pourvue de diagonales, les câbles en matériau composite étant noyés dans chacun des cô- tés et dans chacune des diagonales de la matrice parallèlement à leurs axes correspondants, et en ce que des dispositifs de fixa- tion sont disposés dans la zone médiane des côtés de la matrice. Bien entendu,les dispositifs de fixation précités autorisent la sollicitation en flexion des câbles suivant l'une quelconque des trois directions d'un repère cartésien, dont deux axes sontdéfinis par les axes des diagonales, tandis que le troisième ax e est perpendiqulaire à ceux-ci. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus du support élastique conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue de dessous du support représenté à la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation latérale du support illustré aux figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en coupe de l'un(e) quelconque des côtés ou des diagonales de la matrice élastomère dont se compose le support selon l'invention des figures 1 à 3, - les figures 5a à 5c représentent des variantes de détails de réalisation des jonctions entre une diagonale de la matrice et les côtés de celle-ci. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Les figures 1 à 3 illustrent un support élastique dont le comportement à la flexion est sensiblement isotrope suivant trois directions d'un repère d'axes ortho- gonaux (qui sera défini ci-après), quelle que soit la di- rection d'une sollicitation agissant sur le support dans ce repère. Ce support comporte: - une matrice élastomère 110 ayant une structure aplatie symétrique et en forme d'anneau carré, à angles abattus (ou tronqués),pourvu de ses quatre côtés 110 et de ses - deux diagonales 130, - une pluralité de câbles 115 en matériau composite, noyés de façon uniforme dans les côtés 120 et les diagonales de la matrice élastomère 110, comme illustré à la figure 4 en section, - une pluralité de dispositifs de fixation 140 autorisant un degré de coulissemnt approprié de chaque diagonale de la matrice,lorsque la sollicitation présente une compo- sante suivant la diagonale correspondante, tout en offrant un appui à la flexion dans l'une quelconque des trois directions du repère précité. Le repère d'axes orthogonaux est défini par un axe z, qui est l'axe de symétrie de la matrice élastomère carrée 110 perpendiculaire au plan de celle-ci, et deux axes x et y qui sont les axes de symétrie des diagonales de la matrice susdite. On peut redéfinir la structure symétrique de la matrice élastomère 110 du support élastique selon la pré- sente invention comme une croix à bras 130 égaux et perpen- diculaires entre eux dont les extrémités sont reliées par des segments définissant les côtés 120 d'un carré, dont les diagonales 130 sont constituées par les deux bras de la croix précitée. Les dispositifs de fixation 140 illustrés aux figures 2 et 3 comportent une couche élastomère 135 dispo- sée à la partie inférieure et dans la zone médiane des côtés 120 de la matrice 110. Chaque couche élastomère 135 est adhérisée, d'une part, au côté correspondant de la matrice et, d'autre part, à un plot 150 destiné à être fixé à une plaque carrée de support de l'ensemble (non représentée pour des raisons de simplification des dessins, qui peut être du type décrit dans le Brevet Principal défini par la référence numérique 11 à la figure 4 qui en accompagne la description, cette plaque présentant une ouverture centrale permettant la déformation des diagonales du support élastique 100 sous l'action d'une sollici- tation a priori quelconque). Il va de soi que les dispositifs de fixation peuvent être réalisés selon l'une quelconque des autres structures décrites dans le Brevet Principal et illustrées aux figures 5 à 8 accompagnant la description de celui-ci. De même, les dispositifs de fixation du support élastique peuvent être équipés de moyens de réglage de sa fré- quence d'oscillation propre, comme illustré dans les figures 9 et 10 dudit Brevet Principal et décrit en détail dans ce dernier. Etant donné que les câbles 115 - qui sont distri- bués dans la masse élastomère des côtés 120 et des diago- nales 130 de la matrice 110 parallèlement aux axes de ceux-ci - sont indépendants, il est avantageux de solida- riser ces câbles au niveau de leurs extrémités convergentes à l'aide de deux plaques, notamment métalliques, adhérisées aux faces (parties) inférieure et supérieure de la matrice élastomère, dan s 1 e s z o n e s de c r oi s ement de chaque diagonale 130 avec les côtés 120 convergents correspondants: de cette manière il est possible d'assurer la coopération des câbles 115 au niveau de leurs extrémités convergentes et donc la continuité dans la transmission des efforts. Les figures 5a à 5c représentent des variantes , 155 et 165 pour la configuration de chaque plaque de solidarisation, qui diffèrent essentiellement pour l'éten- due de la zone de solidarisation qui peut intéresser en totalité (cf. la figure 5a) ou en partie (cf. la figure 5c) la zone de croisement des côtés 120 avec chaque diago- nale 130, ou qui peut encore se prolonger en partie sur cette diagonale (cf. la figure 5b). On peut profiter de la présence des plaques de solidarisation 145, 155 ou 165 pour suspendre à chaque angle de lamatrice 110 une masse métallique de poids approprié (non représentée,mais pouvant être réalisée en tout autre maté- riau) constituant un moyen efficace de réglage de la fré- quence d'oscillation propre du support élastique 100. 262'3583 Bien entendu, un plateau (non représenté, mais qui peut être, par exemple, du type décrit dans le Brevet Principal et indiqué par la référence numérique 12 à la figure 4 qui en accompagne la description) destiné à sup- porter un dispositif à protéger, notamment constitué par du matérial électronique embarqué, peut être rapporté dans la zone de croisement des diagonales 130 de la matrice élastomère 110. Il est facile de vérifier que le support élas- tique objet de la présente Addition satisfait simultanément aux exigences suivantes, déjà posées dans le Brevet Princi- pal: - obtention de débattements importants, sous faible charge et pour un encombrement donné, - absence de flambage, et - comportement sensiblement isotrope suivant les trois directions du repère d'axes orthogonaux x, y, z, précité, ainsi qu'à l'exigence visée par la présente Addition et qui consiste dans une - raideur sensiblement inférieure suivant l'une quelconque des trois directions du repère d'axes x, y, z, par rapport à la structure en forme de croix de la matrice élastomère décrite dans le Brevet Principal. Cette diminution de raideur est due au fait que les dispositifs de fixation 140 ne sont pas disposés dans les zones d'extrémité des diagonales 130 (contrairement à la solution adoptée dans le cas o la matrice élastomère a la configuration d'une simple croix à bras égaux et per- pendiculaires entre eux, correspondant aux diagonales de la structure carrée objet de la présente Addition) mais en dehors de ces zones de façon à augmenter la souplesse des diagonales, ce qui est rendu possible grâce à la présence des côtés 120 de la matrice carrée 110 qui permettent de placer lesdits dispositifs de fixation 140 dans les zones médianes des côtés 120: de cette manière on bénéficie - et ce pour l'une quelconque des directions du repère préci- té - d'une plus grande souplesse en ce qui concerne les diagonales et d'une souplesse additionnelle correspondant aux demi-longueurs des côtés 120 reliant les extrémités de chaque diagonale 130 aux dispositifs de fixation 140. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa- lisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. Par exemple, bien que les dispositifs 140 de fixation autorisant la sollicitation en flexion des câbles 115(notamment noyés dans les diago- nales 130 de la matrice élastomère 110 et suivant l'une quelconque des trois directions x, y et z d'un repère cartésien,dont deux directions x et y sont définies par les axes des deux diagonales, alors que la troisième direc- tion z est perpendiculaire au plan défini par celles-ci), aient été représentés comme des dispositifs autorisant un degré de coulissement de chaque diagonale 130 selon l'axe correspondant, x ou y (ces dispositifs pouvant être rempla- cés par n'importe quelle variante décrite dans le Brevet Principal), on peut facilement comprendre que les disposi- tifs de fixation précités peuvent être constitués essen- tiellement par des dispositifs fournissant uniquement un appui à la flexion,sans coulissement, étant donné qu'un degré de"coulissement intrinsèque"est assuré par la sou- plesse des demi-bras 120 de liaison des extrémités des diagonales 130 aux dispositifs eux-mêmes. Le fait de réaliser ces derniers avec possibilité de coulissement est donc facultatif et ne sert qu'à aug- menter le degré de"coulissement intrinsèque",tel que défini ci-dessus. En outre, bien qu'à la figure 4 les câbles 115 sont représentés comme étant distribués dans la section de chaque segment de la matrice élastomère de manière que deux câbles consécutifs présentent le même espacement mu- tuel suivant les deux directions parallèles aux côtés de la section précitée, il est aussi possible d'imaginer une distribution différente. En particulier, il peut être avan- tageux que deux câbles consécutifs, qui se suivent suivant une première direction qui est contenue dans un plan trans- versal perpendiculaire aux câbles et qui est perpendi- culaire à un plan longitudinal orthogonal par rapport audit plan transversal, présentent un espacement mutuel qui est différent par rapport à l'espacement existant entre deux câbles consécutifs qui se suivent suivant une deuxième direction,qui est contenue dans le même plan transversal précité et qui est perpendiculaire à ladite première direc- tion, cette distribution des câbles permettant d'ajuster la rigidité en flexion,suivant l'une quelconque des trois directions dudit repère,à des valeurs préfixées. REVENDICATIONS 1.- Support élastique selon la revendication 1 du Brevet Principal, caractérisé en ce que la matrice élastomère (110) présente une structure symétrique en forme d'anneau carré pourvu de diagonales (130), les câbles (115) en matériau composite étant noyés dans chacun des côtés (120) et dans chacune des diagonales (130) de la matrice parallèlement à leurs axes correspondants, et en ce que des dispositifs de fixation (140) sont disposés dans la zone médiane des côtés (120) de la matrice (110), les- quels dispositifs de fixation autorisent la sollicitation en flexion des câbles suivant l'une quelconque des trois directions (x, y, z) d'un repère cartésien, dont deux axes (x, y) sont définis par les axes des diagonales, tandis que le troisième axe (z) est perpendiculaire à ceux-ci. 2.- Support élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans chaque diagonale (130) et dans chaque côté (120) de la matrice élastomère (110), deux câbles (115) consécutifs, qui se suivent suivant une pre- mière direction, qui est contenue dans un plan transversal perpendiculaire aux câbles (115) et qui est perpendiculaire à un plan longitudinal orthogonal par rapport audit plan transversal, présentent un espacement mutuel qui est diffé- rent par rapport à l'espacement existant entre deux câbles (115) consécutifs qui se suivent suivant une deuxième direction,qui est contenue dans le même plan transversal précité et qui est perpendiculaire à ladite première direc- tion, cette distribution des câbles (115) permettant d'ajuster la rigidité en flexion,suivant l'une quelconque des trois directions (x, y, z) dudit repère,à des valeurs préfixées. 3.- Support élastique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits dispo- sitifs de fixation autorisent un degré de coulissement approprié de chaque diagonale (130) selon l'axe correspon- dant (x ou y), lorsque la sollicitation présente une composante orientée selon cette diagonale, tout en offrant un appui à la flexion dans l'une quelconque des trois directions (x, y, z) du repère cartésien. 4.- Support élastique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les zones de croisement de chaque diagonale (130) de la matrice (110) avec les côtés (120) de celle-ci, sont équipées à la partie inférieure et supérieure de plaques de solidarisation (145, 155, 165) des extrémités convergentes des câbles (115) noyés dans les diagonales et dans les côtés précités, les- dites plaques étant adhérisées à la matrice élastomère (110). 5.- Support élastique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précitées, caractérisé en ce que des masses de poids approprié sont disposées aux quatre angles de la matrice élastomère (110) pour permettre le réglage de la fréquence d'oscillation propre du support élastique (100).