Brevet FR2630176A1 — publié le 19891020

Manchons de liaison antivibratoires hvdrauliaues. L'invention est relative aux manchons de liaison antivibratoires hydrauliques comprenant deux armatures rigides tubulaires s'entourant l'une l'autre et de préférence de révolution au moins en partie autour d'un axe X, coaxiales et concentriques au moins sous charge, armatures réunies entre elles par un corps en élastomère adhéré sur celles-ci et conformé de façon à former avec ces dernières au moins deux chambres étanches diamétralement opposées selon une direction Y et communiquant entre elles par un canal étroit, l'ensemble desdites chambres et dudit canal étant rempli d'un liquide amortisseur. De tels manchons sont destinés à être montés aux fins de liaison --voire de support proprement dit-- et d'amortissement entre deux pièces rigides solidarisables respectivement avec les deux armatures et susceptibles de subir l'une par rapport à l'autre des oscillations or-ientées selon la direction diamétrale Y, l'ensemble étant agencé de façon telle que, pour certaines au moins de ces oscillations, le liquide soit refoulé alternativement de l'une des chambres vers l'autre et inversement à travers le canal étroit, ce qui crée dans ce liquide, pour une fréquence donnée de ces oscillations dépendant des cotes du canal étroit, un phénomène de résonance propre à amortir la transmission de ces oscillations de l'une des armatures à l'autre. Les manchons à débattement diamétral du genre en question sont par exemple destinés à être interposés entre1 d'une part, un châssis de véhicule et, d'autre part, le moteur à combustion interne ou le train avant ou arrière de ce véhicule. Pour remplir les fonctions de support et amortissement mentionnées ci-dessus, on connait un autre type de dispositifs hydrauliques, à débattement axial et non pas diamétral, présentant une construction de révolution autour d'un axe généralement vertical, la dirc- tion selon laquelle se manifestent les oscillations à amortir étant celle de cet axe. Ces supports à débattement axial comportent encore deux chambres déformables étanches communiquant entre elles par un canal étroit, l'une de ces deux chambres, généralement délimitée extérieurement par une paroi tronconique épaisse, étant dite "chambre de travail" alors que l'autre, essentiellement délimitée par une feuille flexible, est dite "chambre de compensation". Il a été proposé d'équiper ces supports à débattement axial de moyens de pilotage propres à modifier la section droite de leur canal étroit ou à court-circuiter ce canal, d'une façon réglable ou non, après même le montage desdits supports entre les pièces rigides qu'ils réunissent. Ces moyens permettent de modifier les valeurs des fréquences d'oscillation pour lesquelles les supports considérés assurent l'amortissement ou filtrage maximum. C'est ainsi que, dans le cas de l'application aux véhicules ci-dessus indiquée, on peut à volonté affecter le support - soit à l'amortissement des oscillations de hachis (dont la fréquence est de l'ordre de 8 à 10 Hz) engen drées par les irrégularités de la route lorsque le véhicule roule, de façon à éviter la transmission de ces oscillations du châssis au moteur du véhicule, - soit au filtrage des vibrations engendrées par le mo teur fonctionnant au ralenti (dont la fréquence est de l'ordre de 25 à 30 Hz) de façon à éviter la transmis sion de ces vibrations du moteur au châssis du véhi cule. Jusqu'à ce jour, on n'avait pas appliqué de tels moyens de pilotage aux manchons à débattement diamétral tels que définis ci-dessus. En effet la construction de ces manchons, et en particulier celle de leurs canaux étroits, ne se pretent guère à un tel pilotage, vu notamment la localisation de ces canaux en des zones, desdits manchons, pratiquement inaccessibles de l'extérieur, ces zones étant généralement situées au voisinage de l'armature interne du manchon, au niveau du plan transversal médian de celui-ci. L'invention a pour objet l'adaptation de moyens de pilotage du genre de ceux définis ci-dessus à des manchons antivibratoires hydrauliques du type à débattement diamétral. A cet effet les manchons du genre en question sont essentiellement caractérisés en ce que leur canal étroit faisant communiquer les deux chambres entre elles présente un tronçon intermédiaire disposé à l'extérieur du corps en élastomère et associé à des moyens propres à modifier localement sa section transversale même après mise en place du manchon entre les deux pièces rigides qu'il réunit. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou -à l'autre des dispositions suivantes - le canal étroit est composé de deux passages montés en parallèle entre les deux chambres et l'un de ces pas sages seulement présente le tronçon intermédiaire à section modifiable défini ci-dessus, - dans un manchon selon l'alinéa précédent, le passage ouvert en permanence est plus étroit que le passage à section localement modifiable, - le passage à section localement modifiable est évidé dans une monture solidaire de l'armature tubulaire externe, - le tronçon intermédiaire est équipé d'un élément obtu rateur se présentant sous la forme de la noix rotative perforée d'un robinet à boisseau, - la noix rotative selon l'alinéa précédent est associée à un petit moteur électrique d'entraînement. L'invention comprend, mises à part ces dispositions 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 limitative. La figure 1, de ce dessin, montre un manchon de liaison antivibratoire hydraulique établi selon l'invention, la portion de gauche de cette figure étant une coupe verticale axiale de la figure 2 selon le plan Ig Ig et la portion de droite de cette figure 1 entant une coupe de la même figure 2 selon la surface Id-Id. La figure 2 montre le même manchon respectivement, pour sa portion de gauche, en vue en bout selon la flèche IIg de la figure 1 et pour sa portion de droite, en coupe transversale selon le plan IId-IId de la figure 1. D'une façon connue en soi, le manchon comprend - 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 à l'armature 1 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-ci deux chambres étanches A,B diamétralement opposées se lon une direction Y généralement verticale. L'armature interne 1 est destinée à être solidarisée avec une broche (non représentée) qui la traverse jointivement alors que l'armature externe 2 est destinée à être solidarisée avec un palier (non représenté), cette 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 bras de suspension de véhicule et que le châssis 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 sont remplis d'un liquide L. Le fonctionnement d'un tel manchon est le suivant. Au repos, le manchon se trouve dans son état illustré sur les 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 F, la chambre A se rétrécit par écrasement alors qu'au contraire la chambre B se dilate : le liquide L initialement contenu dans la chambre A est alors ehassé 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 exercée sur l'armature 2. L'alternance de ces sollicitations est généralement renouvelée à une certaine fréquence et, pour une valeur F 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 résonance et le support exerce alors sur la transmission des oscillations de l'une des armatures à l autre un excellent amortissement ou filtrage. Le perfectionnement apporté par la présente invention aux manchons du genre ci-dessus permet de faire varier la valeur F en fonction des besoins et, à cet effet, de modifier en conséquence la section transversale de l'un au moins des passages qui constituent le canal étroit E. Si ce canal est constitué par un passage unique, c'est la section de ce passage unique qui est modifiable selon l'invention. Dans le mode de réalisation préféré illustré, le canal étroit est composé par un premier passage 4 à section invariable ouvert en permanence et par un second passage 5, monté en parallèle sur le passage 4, dont la section est modifiable localement. Vu la structure du manchon déformable considéré, il ne serait guère envisageable de commander une telle modification de. section sur un tronçon, dudit second passage, intérieur audit manchon. C'est pourquoi l'on fait comprendre audit second passage un tronçon extérieur au manchon, ce tronçon étant bien entendu compris entre deux raccords qui débouchent respectivement dans les deux chambres. Un mode de réalisation de manchon qui se prête particulièrement bien à une telle définition est celui qui a été décrit dans le brevet Europe n 0 248 714 (87 401195) de la demanderesse, selon lequel - la portion, du corps en élastomère, délimitant l'une au moins des deux chambres présente en demi-coupe axiale la forme générale d'un V ouvert radialement vers l'extérieur, - et chaque canal étroit s'étend selon un arc de cercle transversal admettant pour axe celui de l'armature tubulaire externe, l'arc en question étant situé axialement et radialement au niveau de l'extrémité d'une des branches du V ci-dessus. En effet, dans ce mode de réalisation, les zones où les canaux étroits débouchent dans les deux chambres A et B sont facilement accessibles axialement de l'extérieur du manchon. Il est donc facile de faire aboutir dans ces zones deux raccords extérieurs 6,7 reliés entre eux par un tronçon 8 situé à l'extérieur du manchon et dont on rend la section modifiable, les trois éléments 6, 7 et 8 composant le second passage 5. Dans le mode de réalisation illustré, ces trois éléments 6, 7 et 8 sont évidés dans un bloc 9 qui est rapporté axialement sur une portion du pourtour d'tune face terminale du manchon étant notamment fixé sur ladite face par sertissage d'un bord 21 de l'armature annulaire externe 2. On voit en 10 sur la figure 1 un disque perforé à bord rabattu noyé dans le corps 3 et délimitant ladite face terminale, disque formant une sorte de coupelle de réception pour le bloc 9. Ce sont des perforations 101 et 102 de ce disque qui constituent les orifices par lesquels le canal 5 débouche dans les deux chambres A et B. Le tronçon 8 est ici l'alésage-cylindrique évidé dans une noix Il d'un robinet à boisseau, noix elle-même montée rotative dans un alésage 12 du bloc 9. Cette noix 11 est étanchée par un joint 13 (figure 2) et liée angulairement par un accouplement 14 à un petit moteur électrique 15. On comprend facilement que, en fonction de la position angulaire de la noix 11, la section du canal 5 est modifiable et peut varier depuis une valeur maximum pour laquelle les deux raccords 6 et 7 sont pratiquement reliés entre eux sans étranglement jusqu'à une valeur minimum pouvant correspondre à une obturation totale. On voit à gauche de la figure 1 la forme en V présentée en demi-coupe axiale par le corps en élastomère 3. Ce V correspond à deux troncs de cône 31 convergeant vers le centre du manchon et formant ensemble une sorte de diabolo. Les extrémités libres des ailes du V, ou encore les bases de plus grand diamètre des deux troncs de cône sont SO"t épaissies selon des bourrelets 16. L'un de ces bourrelets 16 est évidé par une gorge annulaire elle-même garnie par une virole métallique 17 ouverte axialement vers l'extérieur du manchon et obturée en partie par une garniture rigide 18. C'est le fond, de la virole 16, compris entre cette virole et la garniture 18, qui constitue le canal étroit 4 ouvert en permanence. Ce canal communique avec les deux chambres A et B par des lumières 171 et 172 évidées dans le fond de la virole 17. Le corps en élastomère comprend en outre deux bras radiaux 32 diamétralement opposés et s'étendant chacun entre les deux armatures 1 et 2 (figure 2). Le fonctionnement du manchon ci-dessus décrit est celui qui a été décrit précédemment. Mais au lieu d'être déterminée une fois pour toutes par des cotes invariables du canal étroit, la fréquence F correspondant aux oscillations les mieux amorties peut être ici modifiée en fonction des besoins. C'est ainsi que si, comme il est généralement préféré, le second canal 5 à section localement modifiable est plus large que le canal 4 à section invaria ble, la valeur F1 de la fréquence F ci-dessus définie est relativement basse lorsque le tronçon central 8 dudit canal 5 est fermé, et le manchon est particulièrement bien adapté à l'amortissement des oscillations imposées au moteur à cette fréquence F1, qui correspondent par exemple au hachis ou aux à-coups de démarrage et d'arrêt du moteur. Si au contraire on fait tourner la noix 10 de manière à dégager totalement le canal 5, il en résulte un court-circuit du canal 4 le plus étroit et la valeur F2 de la fréquence correspondant aux oscillations les mieux amorties est plus élevée que précédemment, ce qui permet par exemple d'assurer un bon filtrage des vibrations correspondant au fonctionnement au ralenti du moteur. Pour toutes les positions angulaires intermédiaires de la noix 10, les valeurs F telles que définies ci-dessus sont intermédiaires entre les deux valeurs limites F1 et F2. Il est à noter que le canal 5 est solidaire de l'armature externe 2, tout comme le bloc 9 dans lequel il est évidé, de sorte que sa section n'est aucunement modifiée par les déformations du manchon. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un manchon de liaison antivibratoire hydraulique dont la constitution, le fonctionnement et les avantages --notamment celui de permettre l'adaptation successive du manchon à l'amortissement ou filtration d'oscillations de fréquences F de valeurs différentes-- résultent suffisamment de ce qui précède. 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 réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment - celles où la section du tronçon intermédiaire Zexté- rieur" 8 du canal étroit 5 serait modifiée de toute manière désirable autre que celle décrite ci-dessus, notamment par introduction réglable d'un obstacle mé canique tel qu'un pointeau, clapet ou tiroir, en une zone appropriée de ce tronçon, ou encore en rendant déformable ledit tronçon et en commandant ses déformations par tous moyens appropriés, notamment mécaniques, magnétiques, hydrauliques ou pneumatiques, celles où le passage à section localement modifiable serait solidaire de l'armature interne, son tronçon intermédiaire, seul concerné par ladite modification et situé hors du manchon, étant alors raccordé aux deux chambres par deux conduits logés dans ladite armature interne, et celles où l'une des deux chambres du manchon serait délimitée par son armature tubulaire externe et par une membrane souple reliée de façon étanche à cette armature, le corps en élastomère, qui comprend ladite membrane, pouvant - ou non former un seul bloc avec celle-ci : cette variante, qui correspond à la -réalisation illustrée aux figures 3 et 4 du brevet Europe cité ci-dessus, est particulièrement applicable aux manchons antivibratoires du genre considéré jouant un rôle de "support" diamétral alors que ceux du type illustré sur les dessins ci-joints peuvent jouer essentiellement un rôle de liaison souple au niveau d'une articulation. REVENDICATIONS 1. Manchon de liaison antivibratoire hydraulique comprenant deux armatures rigides tubulaires (1,2) s'entourant l'une l'autre et réunies entre elles par un corps en élastomère (3) adhéré sur elles et conformé de façon à former avec ces dernières -au moins deux chambres étanches (A,B) diamétralement opposées et communiquant entre elles par un canal étroit, l'ensemble desdites chambres et dudit canal étant rempli d'un liquide amortisseur, caractérisé en ce que son canal étroit (4,5) présente un tronçon intermédiaire (8) disposé à l'extérieur du corps en élastomère (3) et associé à des moyens propres à modifier localement sa section transversale même après mise en place du manchon entre les deux pièces rigides qu'il réunit. 2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal étroit est composé de deux passages (4,5) montés en parallèle entre les deux chambres et en ce que l'un de ces passages seulement (5) présente le tronçon intermédiaire (8) à section modifiable défini ci-dessus. 3. Manchon selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage ouvert en permanence (4) est plus étroit que le passage (5) à section localement modifiable. 4. Manchon selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le passage à section localement modifiable (5) est évidé dans une monture (9) solidaire de l'armature tubulaire externe (2). 5. Manchon selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le tronçon intermédiaire (8) est équipé d'un élément obturateur se présentant sous la forme de la noix rotative (11) perforée d'un robinet à boisseau. 6. Manchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la noix rotative (11) est associée à un petit moteur électrique d'entrainement (15). 7. Manchon selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que 1: une des chambres est délimitée par l'armature tubulaire externe et par une membrane souple reliée de façon étanche à cette armature.