Brevet FR2650355A1 — publié le 19910201

Perfe tionnements aux dispositifs amortisseurs de vibra- tions. L'invention est relative aux dispositifs à interposer aux fins de support et guidage entre deux en- sembles rigides et agencée de façon à amortir la trans- mission des vibrations de l'un de ces ensembles à l'au- tre. L'application préférée, mais non exclusive, de ces dispositifs est le montage des moteurs à combustion interne des véhicules sur leur ch&ssis. L'invention vise plus particulièrement, parmi les dispositifs considérés, ceux qui comprennent, deux éléments rigides solidarisables respectivement avec les deux ensembles et, montés en parallèle entre ces deux éléments rigides, d'une part, un ressort principal et, d'autre part, un système amortisseur comprenant en série un bottier rigide rempli d'un liquide visqueux, un pis- ton terminant un pied rigide et noyé dans ledit liquide, et un ressort auxiliaire. Dans des modes de réalisation qui ont été propo- sés pour les dispositifs amortisseurs du genre indiqué, par exemple dans le brevet FRANCE n' 2 549 558, le res- sort auxiliaire est disposé entre le piston et le pied qui le porte. Ces dispositifs donnent satisfaction dans de nombreux cas. L'invention a pour but de les améliorer encore, en particulier au plan de l'efficacité, notamment du filtrage acoustique, et de la longévité. A cet effet, les dispositifs amortisseurs du genre en question sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce que le bottier est indépendant du ressort principal, en ce que le ressort auxiliaire est interposé entre le bottier et l'élément rigide auquel est relié ce bottier et en ce que le pied est relié- au bord d'un orifice du bottier, qu'il traverse, par un soufflet étanche et déformable. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou & l'autre des disposi- tions suivantes: - une portion de la paroi délimitant le bottier est constituée par une membrane étanche et déformable associée & des moyens pour limiter à une valeur infé- rieure à 1 mm l'amplitude des débattements vibratoires de sa portion la plus mobile, selon la direction perpen- diculaire à la surface moyenne de cette portion, - la paroi, du bottier, opposée à celle traver- sée par le pied est évidée par un second orifice et le bord de cet orifice est relié au piston par un second soufflet étanche et déformable, - les deux soufflets ci-dessus sont constitués par deux pots en élastomère dont les fonds sont fixés de façon étanche sur l'extrémité, du pied, portant le pis- ton et dont les. bords sont prolongés par des rebords extérieurs euxmêmes reliés de façon étanche aux bords des orifices du bottier, - les deux pots selon l'alinéa précédent sont venus de moulage avec des bourrelets s'étendant selon des lignes fermées constituant le ressort auxiliaire, - les deux pots ci-dessus sont identiques, - la portion de la paroi du bottier qui entoure le piston est élargie au niveau o se trouve la zone axiale médiane de ce piston au repos et va en se rétré- cissant si l'on s'écarte de part et d'autre de ce niveau selon la direction des débattements du piston, - le dispositif selon l'alinéa précédent est de révolution autour d'un axe et la portion, de la paroi latérale annulaire du bottier, qui entoure le piston, présente la forme de deux troncs de cône juxtaposés tête-bêche selon leurs grandes bases, - le piston est un disque monté de façon axia- lement flottante sur le pied rigide, - le piston est un disque dont le pourtour est coiffé par un bourrelet en matériau élastique. 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 quelques modes de réalisation préférésde l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre très schémati- quement un dispositif amortisseur de vibrations établi selon l'invention. La figure 2 montre en coupe axiale un tel amor- tisseur. Les figures 3 et 4 montrent également en coupe axiale des détails de variantes d'un tel amortisseur encore établies conformément à l'invention. Les amortisseurs ici considérés à titre d'exem- ple sont destinés à être interposés entre le châssis d'un véhicule et le moteur à combustion interne de ce véhicule, aux fins de support du moteur par le chassis et d'amortissement et/ou de filtration des oscillations et vibrations susceptibles d'être transmises entre ces deux ensembles. D'une façon connue en soi, un tel amortisseur comprend - deux éléments rigides -1, 2 susceptibles d'être fixés rigidement sur les deux ensembles à réunir, savoir respectivement sur la masse supportée '(moteur) et sur le support (châssis), - un ressort tronconique ou cylindrique 3 d'axe vertical constitué en matériau élastomère, offrant une bonne résistance à la compression axiale et directement interposé entre les deux éléments 1 et 2, - un pied ou tige rigide 4 fixé sur l'élément supérieur 1, traversant axialement le ressort 3 de part en part et faisant saillie intérieurement au-dessous de ce ressort, - un disque o piston rigide 5 vissé & l'extré- mité inférieure du pied 4 par une vis 6, - un boîtier ou "capsule" 7 à paroi rigide lié à l'élément inférieur 2, enveloppant avec -jeu le disque 5, - et un liquide amortisseur L remplissant l'in- térieur de la capsule 7. De plus, et conformément à l'invention, on a re- cours à au moins l'ensemble des dispositions suivantes: - la capsule 7 est indépendante du ressort 3, - la capsule 7 est reliée à l'élément inférieur 2 par l'intermédiaire d'un second ressort annulaire 9, - le pied 4 est relié au bord d'un orifice de la capsule 7, qu'il traverse, par un soufflet étanche et déformable 8 n'opposant qu'une faible résistance à la déformation. En outre, de préférence, on constitue une por- tion de la paroi de la capsule 7 par une membrane plane déformable 10 dont le pourtour est relié de façon étan- che au restant de ladite paroi, des moyens étant prévus pour limiter l'amplitude des débattements de cette mem- brane selon la direction perpendiculaire à son plan moyen à une valeur au plus égale à 1 mm. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le ressort auxiliaire 9 est composé par deux anneaux en matériau élastomère 91 et 92: - le premier de ces anneaux 91 est interposé verticalement entre le dessus de la capsule 7 et un morceau de tôle 21 constitutif de l'élément 2 et sur lequel repose le ressort 3 ci-dessus, - quant à l'autre anneau 92' il est interposé verticalement entre le dessous de la capsule 7 et un autre morceau de tble 22 formant cuvette et rapporté sur l'autre 21 par soudage. Comme bien visible sur la figure 2, l'anneau supérieur 91 est avantageusement venu de moulage avec le soufflet 8 et l'anneau inférieur 92 est avantageusement venu de moulage avec la membrane 10. Dans cette réalisation en effet, ladite membrane est constituée par une pastille circulaire en caout- chouc obturant un trou circulaire pratiqué dans le fond de la capsule 7 coaxialement à l'ensemble. Les moyens pour limiter les débattements de cet- te membrane 10 peuvent être, d'une façon connue en soi, constitués par des grilles rigides disposées de part et d'autre de ladite membrane et solidaires de la capsule 7. Dans le mode de réalisation illustré, on a sup- posé que ces moyens étaient constitués par une toile inextensible (non représentée) incorporée dans la mem- brane. Le fonctionnement du dispositif amortisseur ci- dessus décrit est le suivant. Toute sollicitation de l'élément supporté 1 par rapport à l'élément de support 2 vers le bas, c'est-à- dire dans le sens de la flèche F sur la figure 2, & par- tir de la position de repos illustrée sur cette figure, se traduit par un écrasement élastique des ressorts 3 et 92 et par un déplacement vers le bas du disque 5 & l'in- térieur de la masse liquide L occupant la capsule 7. Les écrasements élastiques signalés sont géné- rateurs d'un effort de rappel alors que la résistance opposée par le liquide 'L au déplacement du disque ou piston* 5, résistance qui se traduit par une circula- tion relative du liquide vers le haut dans le passage annulaire étranglé 11 réservé entre le piston 5 et la 265O355 paroi de la capsule 7 qui l'entoure, a pour effet d'a- mortir fortement ce déplacement. Lors du rappel subséquent, le retour du piston 5 vers sa position initiale se traduit par un refoulement du liquide L en sens inverse du précédent, c'est-à-dire vers le bas dans le passage étranglé 11. Ce demi-cycle est-suivi d'un autre demi-cycle en sens inverse après dépassement par le piston de sa posi- tion neutre correspondant au repos et ainsi de suite. L'expérience montre que le recours aux disposi- tions ci-dessus décrites confère à l'amortisseur obtenu des qualités excellentes, en particulier en ce qui concerne la filtration acoustique et la longévité. On peut penser que cet excellent résultat est dû au fait: - que la localisation du ressort auxiliaire 9 entre la capsule 7 et l'élément rigide 2 fixé sur le support plutôt qu'entre le disque 5 et le pied 4 qui le porte, pied fixé sur la masse supportée, permet de loca- liser l'essentiel de l'action due à ce ressort entre la masse liquide L mise en vibration et l'élément de sup- port 2 plutôt qu'entre l'élément supporté 1 et ladite masse liquide, ce qui aurait réduit l'importance de la mise en vibration de cette masse liquide et donc l'amor- tissement dû à celle-ci, - et que la présence de la membrane, s'il en est prévu une, permet d'absorber les surpressions ins- tantanées susceptibles de naître dans le liquide amor- tisseur au cours du fonctionnement du dispositif. L'examen de la figure 2 fait apparaître d'autres dispositions que celles plus spécialement décrites ci- dessus. En particulier, la capsule rigide 7 est délimi- tée par deux cuvettes évasées en troncs de cônes et rac- cordées l'une à l'autre tête-bêche au niveau de leurs grandes bases. Ce niveau est celui N o se trouve la zone axia- le médiane du disque 5 au repos. En d'autres termes, la section droite qui est disponible pour la circulation du liquide L autour de ce disque est maximum lorsque ce dernier se trouve au voi- sinage de sa position de repos et décroit au contraire lorsque ce disque s'écarte de ladite position. On obtient ainsi un réglage automatique de la raideur du dispositif puisque, plus l'amplitude des dé- battements axiaux imposés au disque 5 à l'intérieur du liquide L est grande, plus grande est la résistance op- posée par ce liquide aux débattements de ce disque, vu la réduction concomitante de la section du passage étranglé 11 offert audit liquide. D'autres constructions pourraient étre adoptées sans sortir du cadre de'l'invention pour réduire automa- tiquement la section du passage étranglé offert au li- quide L entre le disque 5 et la capsule 7 qui l'envelop- pe lorsque l'amplitude du débattement axial relatif de ce disque par rapport à cette capsule croit. En particulier la paroi de la capsule 7 pourrait être cylindrique et évidée par des gorges allongées ver- ticalement et dont la section horizontale serait d'au- tant plus grande que le point considéré de la gorge serait plus proche du niveau N défini ci-dessus. On voit encore sur la figure 2 que le disque 5 est entouré par un bourrelet 12 en matériau élastomère, ce qui présente plusieurs avantages - la présence de ce bourrelet permet d'augmen- ter la dimension axiale du passage étrangé 11, - elle permet d'amortir les chocs qui pour- raient étre dus au contact direct entre le bord du dis- que 5 et la portion en regard de la paroi de la capsule 7. Comme bien visible sur la figure 2, on donne avantageusement aux faces, du bourrelet 12, qui se trou- vent tansversalement en regard de la paroi de la capsule 7 des orientations sensiblement parallèles à cette paroi lorsque le piston 5 se trouve en sa position de repos illustrée. En d'autres termes, la section transversale du passage étranglé 11 est sensiblement la même sur toute la longueur de ce passage pour ladite position du repos du piston 5. - La figure 3 montre une variante selon laquelle le disque 5, au lieu d'être vissé rigidement contre l'extrémité du pied 4, serait monté de façon axialement flottante sur la base de ce pied. Des bagues 13 en matériau élastomère sont alors interposées entre les faces en regard du disque 5 et de son support afin de supprimer les bruits dus aux chocs mutuels des pièces métalliques. Ces bagues 13 peuvent être rapportées sur l'une et/ou l'autre des pièces concernées et peuvent être constituées par une portion du soufflet 8, comme illus- tré. Dans une variante illustrée sur la figure 4, la membrane plate 10 ci-dessus est remplacée par une mem- brane 14 en forme de pot renversé dont le fond est fixé de façon étanche sur la base du pied 4 par la vis 6 et dont le bord est prolongé par un rebord extérieur 141 fixé de façon étanche, tout comme le bord de la membrane plate précédente 10, contre le bord d'une ouverture évi- dée dans le fond de la capsule 7: c'est alors ce rebord 141 qui est prolongé par l'anneau 92 ci-dessus. Dans cette variante, le soufflet 8 peut être formé par un pot tout à fait identique audit pot 14, ce qui conduit à une construction symétrique et simplifie beaucoup la fabrication. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté on obtient finalement un dispositif amortisseur de vibrations dont la constitution, le fonc- tionnement et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs Déj& 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. REVENDICATIONS 1. Dispositif amortisseur à interposer entre deux ensembles rigides, comprenant deux éléments rigides (1,2) solidarisables respectivement avec les deux ensem- bles et, montés en parallèle entre ces deux éléments ri- gides, d'une part, un ressort principal (3) et, d'autre part, un système amortisseur comprenant en série un boi- tier rigide (7) rempli d'un liquide visqueux (L), un piston (5) terminant un pied rigide (4) et noyé dans ledit liquide, et un ressort auxiliaire (9), caractérisé en ce que le boîtier (7) est indépendant du ressort principal (3), en ce que le ressort auxiliaire (9) est interposé entre le boîtier et l'élément rigide (2) au- quel est relié ce boîtier et en ce que le pied (4) est relié au bord d'un orifice du boîtier, qu'il traverse, par un soufflet étanche et déformable (8). 2. Dispositif amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une portion de la paroi délimi- tant le bottier (7) est constituée par une membrane étanche et déformable (10) associée à des moyens pour limiter à une valeur inférieure à 1 mm l'amplitude des débattements vibratoires de sa portion la plus mobile, selon la direction perpendiculaire à la surface moyenne de cette portion. 3. Dispositif amortisseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la paroi, du boitier (7), opposée à celle traversée par le pied (4) est évidée par un second orifice et en ce que le bord de cet orifice est relié au piston (5) par un second soufflet (14) étanche et déformable. 4. Dispositif amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux soufflets (8,14) sont constitués par deux pots en élastomère dont les fonds sont fixés de façon étanche sur l'extrémité, du pied (4), portant le piston (5) et dont les bords sont pro- longés par des rebords extérieurs eux-mêmes reliés de façon étanche aux bords des orifices du bottier. 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les deux pots (8,14) sont venus de moulage avec des bourrelets s'étendant selon des lignes fermées '(91,92) constituant le ressort auxiliaire (9). 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 4 et 5, caractérisé en ce que les deux pots (8,14) sont identiques. 7. Dispositif selon l'une quelconque des précé- g 10 dentes revendications, caractérisé en ce que la portion de la paroi du bottier (7) qui entoure le piston (3) est élargie au niveau o se trouve la zone axiale médiane de ce piston au repos et va en se rétrécissant si l'on s'é- carte de part et d'autre de ce niveau selon la direction des débattements du piston. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce qu'il est de révolution autour d'un axe et en ce que la portion,- de la paroi latérale annulaire du bottier (7), qui entoure le piston, présente la forme de deux troncs de cône juxtaposés tête-bêche selon leurs grandes bases. 9. Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que le piston (3) est un disque monté de façon axialement flottante sur le pied rigide (4). 10. Dispositif selon l'une quelconque des précé- dentes revendications, caractérisé en ce que le piston (3) est un disque dont le pourtour est coiffé par un bourrelet en matériau élastique (12).