Brevet FR2650043A1 — publié le 19910125

La présente invention concerne un aiSponsi r d'amortissement hydraulique perfectionné, notamment pour la suspension d'un groupe motopropullseur d'u.{n véhicule automobile. L'invention vise plus par- ticulièrement à la réalisation d'un dispositif d'amortissement utilisé pour la suspension du groupe motopropulseur et qui a pour rôle principal de filtrer les vibrations dues aux imperfections d'équilibrage du moteur et notamment les filtrations à basse fréquence. Dans ce but l'invention propose un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une armature externe cylindrique et une armature interne tubulaire maintenue coaxiale dans l'armature externe par un bloc de liaison élastique annulaire fixé par ses surfaces cvlindriques intérieure et extérieure respectivement à l'armature interne eta à l'armature externe et quit sépare l'espace interne délimité par l'armature externe en une première partie délimitant une première chambre de travail fermée à son extrémité axiale opposee au bloc de liaison par une coupelle de fermeture sensiblement sphérique dont la concavité est tournée vers l'intérieur de cette première chambre et dans laquelle débouche une ex- trémité ouverte de l'armature interne tubulaire et en une seconde partie ouverte à son extrémité axiale opposée au bloc de liaison pour laisser le passage à l'armature interne tubulaire dont l'extrémité libre qui fait saillie axialement au-delà de l'armature externe est fermée, une seconde chambre étant agencée dans l'armature externe au-delà de la co.elle et délimitée par une membrane etanche reliée à l'arma- ture externe, au moins un orifice étant forme dans la coupelle pour relier la première et la seconde chambre, une première butée axiale elastique de surface de portée sensiblement sphérique convexe étant fixée à l'armature interne tubulaire et agencée dans ladite première chambre pour venir coopérer avec la surface concave en vis-à-vis de la coupelle, une seconde butée axiale élastique de surface de portée sensiblement sphérique convexe étant fixée à l'armature tubulaire interne et agencée dans ladite seconde partie pour venir coopérer avec une surface de butée sensiblement sphérique concave formée en vis-à-vis au voisinage de l'extrémité ouverte de l'armature cylindrique externe. Grâce à cette structure le dispositif d'amortis- sement possède des très bonnes caractéristiques d'amortissement notamment des basses fréquences grâce à la colonne de liquide contenue dans l'armature tubulaire interne. Afin d'augmenter encore la longueur de la colonne de liquide, ledit orifice peut être prévu au centre de la coupelle et être prolongé par un tube interne dont l'extrémité opposée est ouverte et qui s'étend coaxialement dans l'armature interne tubulaire. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'armature externe comporte un bord radial extérieur sur lequel vient en appui le bord périphé- rique extérieur circulaire de la coupelle, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre au moyen d'une douille sertie; - la membrane comporte une virole extérieure de renfort qui est fixée contre la paroi intérieure d'une partie de la douille sertie; - la virole comporte un bord radial extérieur qui est en appui contre le bord extérieur circulaire de la coupelle contre lequel il est maintenu serré axialement au moyen de la douille sertie; - la virole est fixée à la paroi interipure de la douille par emmanchement; - les deux butées axiales et le bloc de liaison élastique annulaire sont surmoulés sur un manchon intermediaire fixé sur la surface extérieure de l'armature interne tubulaire; - les deux butées axiales et le bloc dé liaionn élastique sont surmoulés sur l'armature tubulaire interne - - 'armatur- cylindrique externe comporte des moyens de liaison du dispositif d'amortissement ainsi que l'extrémité libre fermée de l'armature interne tubulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion détaillée qui va suivre pour la compréhension de. laquelle on se reportera aux dessins annexes dans lesquels - La figure 1 est une voe en coupe axiale- d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'amor- tissement selon l'invention: - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 représentant une variante dP réalisatinn du dispositif d'amortissement selon l'invention - la figure 3 est une vle en verspectivp Pclatpe des principaux composants du dispositif represente a la figure 2: - la figure 4.est une vue schématique simplifiée en coupe axiale d'un dispositif d'amortissement selon l'invention illustrant les possibilités de débatte- ment angulaire autour du centre élastique du dispositif; et - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un moule dans lequel 'est réalisée l'opération de surmoulage des blocs de butée axiale et dul bloc de liaison autour de l'armature interne tubulaire, On a représenté à la fiqure 1 un dispositif d'amortissement hydraulique 10 éqalement appelé support hydroélastique ou butée anti-couple. La butée 10 est constituée pour l'essentiel par une armature cylindrique externe 12 et par une armature tubulaire interne 14, L'armature interne 14 est un tube métallique cylindrique creux dont l'extrémité inférieure 16 est fermée par un bouchon 18 et est reliée à un palier élastique de liaison 20. L'armature externe est une pièce métallique en tôle emboutie dont la portion médiane 22 de section circulaire de Plus grand diamètre recoit un bloc de liaison élastique annulaire 24. Le bloc de liaison 24 en matériau élastomère comporte une bague extérieure 26 métallique ou réalisée en matière thermoplastique qui est montée serrée dans la surface cylindrique intérieure 28 de la portion 22 de l'armature externe 12. La baque 26 est surmoulée et adhérisée sur la surface cylindrique extérieure 30 du bloc 24. La surface cylindrique intérieure 32 du bloc 24 est reliée à l'armature tubulaire interne 14 avec interposition d'un manchon intermédiaire 34 qui est serti sur la Portion médiane 36 de l'armature tubulaire 14. Le bloc 24 en matériau élastomère est fixé par surmoulaqe et adhérisation sur la surface cylindrique extérieure du manchon intermédiaire 34. Le bloc 24 partage l'espace interne délimité Par l'armature externe 12 en deux parties, dont une première partie. supérieure en considérant la figure, dans laquelle est délimitée une première chambre hydraulique de travail 38 qui est fermée à son extrémité axiale supérieure opposée au bloc 24 par une coupelle metallique de fermeture 40 de vrofil sensiblement snhérlaue dont la concavité est tournee vers le bloc 24. L'extrémité ouverte 42 de l'armature interne tubulaire 14 débouche dans la Première chambre de travail 38. Une seconde chambre de travail 44 est aaencée au-dessus de la Première chambre de travail 38 au- delà de la coupelle 40 à l'omposé du bloc de liaison 24. La seconde chambre de travail 44 est délimitée Par la surface sensiblement sDhérique convexe de la coupelle 40 et uar une membrane en matériau é]as- tomère 46 de Profil sensiblement sDhériaue parallèle. à la coupel]e 40. La membrane de fermeture 46 se Drolonae axialement vers le bas Dar une Partie cylindrique 48 qui est renforcée var une virole extérieure de renfort 50 uli lui est fixée Par adhérisation du surmoulaae. La liaison entre l'armature cvlindrique externe 12. la coupelle 40 et la membrane 46 est réalisée de la manière suivante. L'armature externe 12 comporte ln bord radial extérieur 52 contre lequel prend appui un bord périphérique extérieur circulaire 54 de la couvelle ainsi i.l'un(bord radial extérieur 56 de la virole de renfort 50 de la membrane 46. Les trots bords 52. 54 et 56 sont maintenus serrés l'un contre l'autre Par une douille de sertissage 58 dont on rabat l'extrémité 59 lors du sertissage. La douille de sertissaqe 58 se Drolonae axialement vers le haut par une partie cylindrique 60 oui se termine Par une Dlaque 62 rermendiclulaire à l'axe de la butée qui en permet la fixation par exemple par des vis (non représentées) introduites dans des trous 64. Les deux chambres de travail 38 et 44 communi- quent entre elles Par un orifice central 66 formé au milieu de la coupelle 40. L'orifice 66 se prolonqe par un tube interne cylindrique 68 qui s'étend dans l'armature interne tubulaire 14 coaxialement à cette dernière. L'extrémité inférieure 70 du tube 68 est ouverte pour permettre le passaqe du liquide à l'intérieur de l'armature tubulaire interne 14 en direction de la première chambre de travail 38 dans laquelle débouche l'extrémité supérieure ouverte 42 de l'armature 14. Dans la première Partie supérieure de l'armature cylindrique externe 12, L.'armature tubulaire interne 14 porte un premier bloc de butée axiale 72 en matériau élastomère. Le bloc de butée axiale 72 est surmoulé sur une Partie d'extrémité en forme de dôme 74 du manchon intermédiaire 34. La face supérieure 76 du premier bloc de butée 72 présente un profil de portée sensiblement sphérique convexe aqencé parallèlement et en vis-à-vis de la surface interne concave 78 de la coupelle 40. Les surfaces sphériques sont sensiblement centrées autour du centre élastique O de la butée qui correspond à l'intersection de l'axe longitudinal X-X de la butée avec le Plan médian P du bloc élastique de liaison 24. Le bloc de liaison 24 délimite dans l'armature cylindrique externe 12 une seconde Partie de l'espace interne formé à l'opposé des chambres de travail 38 et 44. Cette seconde partie est un espace ouvert 80 qui 7' s'étend verticalement vers le bas en considérant la fiqure, Jusqu'à l'extrémité axiale ouverte de diamètre réduit 82 de l'armature externe 12. L'extrémité. ouverte 82 Permet le passaqe de l'extrémité inférieure libre 16 du tube 14 qui fait saillie axialement hors de l'armature 12. L'extrémité ouverte 82 est reliée à la portion médiane 22 de l'armature 12 Par une Portion inférieure de profil sensiblement sphérique 84. La-eurface sphérique interne concave 86 de la portion 84 constitue une surface de portée pour un second bloc élastique de butée axiale 88. Le second bloc de butée 88 est réalisé de manière symétrique à celui du bloc 72 de manière à présenter une surface de, portée sensiblement sphérique convexe 90 susceptible de venir coopérer avec la surface concave 86. La butée qui vient- d'être décrite fonctionne suivant le principe des supports hvdroélastiques dits à colonnes. C'est-à-dire que la chambre de travail 38 et la chambre de travail 44 formant chambre d'expansion sont reliées entre elles de manière à ce que le liquide qu'elles contiennent Passe alternativement d'une chambre à l'autre qrâce au tube métallique constituant l'armature tubulaire interne 14 et au tube interne 68 réalisé en matériau souple (élastomère ou thermoplastique). La solution Proposée à deux tubes concentriques et coaxiaux permet de doubler la lonqueur de la colonne de liquide et ainsi d'obtenir de très bonnes performances d'amortissement dans une très qrande plaqe de fréquence de vibrations et ceci notamment si on les compare à celles obtenues dans des cales de type connu dans lesquelles les colonnes sont radiales. On a représente a la flaure 4 les possibilités de débattement en rotation de l'éauipaqe interne de la butée autour du centre elastiaue 0 et ceci sous forme de deux représentations en traits mixtes de part et d'autre de la Position médiane axiale de repos. Afin de faciliter ces mouvements de bascule- ment le tube interne 6s peut être realisé en mntériau souple. Par ewemole en materiau élastomère, renforcé ou non, ou en matériau thermonlastiaue. On décrira maintenant la variante de réalisation representée à la figure 2. Les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour désigner des organes ou composants identiaues ou similaires a ceux de la fiqure 1. La butée 10 représentée à la fiacure 2 diffère de celle de la fiqure 1 notamment Par le fait au'il n'est mas Drévu de manchon intermédiaire 34 et au'en conséqauence les blocs de butée axiale 72 et 88 ainsi aue le bloc de liaison Plastiaue 24 sont surmoulés directement sur l'armature tubulalre interne 14. Afin de renforcer les blocs de butée axiale 72 et 88 l'armature interne 14 comporte deux eéaulements radiaux de Profil externe svhériaue 92 et 94. Ce second mode de réalisation diffère également par le mode de fixation de la membrane d'étancheité 46. La membrane 46 se orolonae car une partie cvlindrique 48 qui est ici tournée verticalement vers le haut, c'est-àdire à l'opnosé de la coupelle 40 et qui est également renforcée par une virole 50. A sa partie inférieure, la virole 50 comporte un bord radial intérieur de renfort 96 aui est nové dans le matériau élastomère constituant la membrane 46, ce matériau se prolongeant axialement vers le bas sous -la forme d'un manchon 98 aui vient assurer l'étanché- ité avec la face supérieure de la coupelle 40 et la * surface cylindrique intérieure de la partie 60 de la douille de sertissaqe 58, La membrane 46 est emmanchée dans la portion 60 *5 qr&ce & la virole 50. On constate enfin que l'extrémité inférieure 16 du tube constituant l'armature interne 14 est un alésaqe borgne et qui ne nécessite donc Pas de bouchon de fermeture On a représenté' à la fiqure 5 un moule 100 permettant de surmouler en une seule opération les blocs de butée axiale 72 et 88 ainsi que le bloc de liaison élastique 24 équipé de sa baque extérieure 26 en une seule opération. L'opération de moulaqe se fait selon le processus suivant. Le moule étant ouvert et la broche Porte-armature 102 étant déqaqée, on met en Place successivement la baque de renfort 26 dans la Partie inférieure du moule puis l'armature interne tubulaire 14 sur la broche de moulaqe 102. On introduit ce dernier ensemble dans la partie inférieure du moule Puis on procède à la fermeture du moule et enfin à l'infection du matériau élastomère. Le dispositif d'amortissement crui vient d'être -décrit est notamment avantaqeux pour la reprise du couple enqendré par le qroupe motopropulseur d'un véhicule automobile lors de son fonctionnement. A cet effet le dispositif est monté en appui au moyen de la plaque 62 contre une Partie de la structure de la caisse du véhicule automobile, cette dernière reprenant les efforts exercés qrâce au palier d'articulation 20 situé à l'autre extrémité du dispositif et relié au qroupe motopropulseur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amortissement hvdrauliaue perfectionné (10). notamment pour la suspension d'un qroupe motoorooulseur de véhicule automobile, caractérisé en ce au'il comporte une armature externe cvlindriaue (12) et une armature interne tubulaire (141 maintenue coaxiale dans I 'armature externe l12) Par un blocnç de liai8cn lastiaue annulaire (24) fixé oar ses surfaces cv] indriaues interieure (32) et ex- 1i terieure 130) resoectivement a l'armature interne (14) et a l'armature externe 112) et aui sépare l'esDace interne délimité par l'armature externe en une oremliere artie délimltant une oremiere chambre hvdrauliaue de travail (38) fermee à son extrémité axiale omnose au bloc de liaison (24) Par une coupelle de fermeture (40) sensiblement sphériaue dont la concavité et ' tournée vers l'intérieur de cette Premiere chambre (38) et dans laauelle débouche une extrémité ouverte 1421 de l'armature interne tubulaire (14), et en une seconde partie ouverte à son extrémité axiale (821 opnosée au bloc de 1lalion (24) pour laisser 1Pe assaap à l'armature interne tubulaire (14) dont l'extrémité libre 1!6. 18) ahli fait saillie axialement au-delà de l'armature externe (12) est fermée, une seconde chambre i44) étant aqencée dans l'armature externe (12) au- delà de la coumelle (40) et délimitée par une ' membrane étanche (46! reliee a l'armature externe, au moins un orifice (66) étant formé dans la coupe le 140) pour relier la première (38) et la seconde chambre (44),. une premiere butée axiale élastiaue (721 de surface de portée sensiblement sphériaue convexe (76) étant fixée à l'armature interne tubulaire (14) et aaencée dans ladite premiere chambre (38) oour venir coooérer avec la surface concave en vis-a-vis (781 de la coupelle (40). une seconde butée axiale élastique de surface de portée sensiblement sphérique convexe (88) étant fixée à l'armature tubulaire interne (14) et aqencSe dans ladite seconde partie pour venir coopérer avec une surface de butée sensiblement sphérique concave (86) formée en vis-à-vis au voisinaqe de l'extrémité ouverte (82) de l'armature cylindrique externe (12). 2. Dispositif d'amortissement selon la reven- dication 1 caractérisé en ce que ledit orifice (66) est prévu au centre de la coupelle (40) et en ce qu'il se prolonqe par un tube interne (68) dont l'ex- trémité opposée 170) est ouverte et qui s'étend coaxialement dans l'armature interne tubulaire (14). 3. Dispositif d'amortissement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'armature externe (12) comporte un bord radial extérieur (52) sur lequel vient en appui le bord Périphérique extérieur circulaire (54) de la coupelle (40), ces deux bords étant maintenus serrés axiale- ment l'un contre l'autre au moYen d'une douille (58) et du bord serti (59). 4. Dispositif d'amortissement selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que ladite membrane (46) comporte une virole extérieure de renfort (50) qui est fixée contre la paroi intérieure d'une Partie (60) de la douille sertie (58). 5. Dispositif d'amortissement selon la reven- dication 4, caractérisé en ce qcrue ladite virole axialement au moyen de la douille sertie (58). 6. Dispositif d'amortissement selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que ladite virole est fixée à ladite paroi intérieure par emmanchement, 7. Dispositif d'amortissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce aue les deux blocs constituant les butées axiales (72. 88} et le bloc de liaison élastiaue annulaire (24) sont surmoules sur un manchon intermédiaire (34) fixé sur la surfabe extérieure de l'armature interne tubulaire 141 4 8, DisDnsitif d'amortissement selon l'une auelcnnalie des revendications 1 à 6. caractérisé en ce aue les deux blocs.constituant les butées axiales !72, 881 et le bloc de]iaison élastique [241 sont surmoulés sulr l'armature tnbulaire interne (14). 9. Disoositif d'amortissement selon l'une auelconalie des revendiJnatons orécedentes, carac- térisé en ce aue l'armature cvlindriaue externe (121 comporte des movens de liaison 1621 du dispositif d'amortissement, et en ce aue l'extrémité libre fermée de l'armature interne tubu]airp 114) commorte éeaalement des movens de liaison f20) du disnositlf d'amortissement.