Brevet FR2672357A1 — publié le 19920807

I Perfectionnements aux dispositifs antivibratoires hv- drauliques. L'invention est relative aux dispositifs antivi- bratoires hydrauliques destinés à être interposés aux fins d'amortissement et de liaison, voire de support, entre deux éléments rigides tels qu'un châssis de véhi- cule et que le moteur de ce véhicule. Elle concerne plus particulièrement, parmi ces dispositifs, ceux qui comportent: deux armatures rigides solidarisables res- pectivement avec les deux éléments rigides à réunir, une structure en élastomère reliant entre elles les deux armatures et formant au moins en partie avec celles-ci deux chambres étanches, un passage étranglé faisant communiquer en permanence les deux chambres entre elles, une masse de liquide remplissant les deux chambres et le passage étranglé, une membrane déformable constituée essen- tiellement en un matériau déformable (élastomère ou plastique), membrane dont le pourtour est fixé de façon étanche sur le bord rigide d'un orifice propre à relier l'une des deux chambres ci-dessus, ou "première cham- bre", à une troisième chambre qui est généralement la "seconde" des deux chambres ci-dessus, et des moyens pour limiter l'amplitude des déformations de la membrane, moyens constitués de pré- férence par une toile peu extensible noyée dans ladite membrane. Comme on le sait, avec un tel dispositif, les oscillations de relativement grande am- plitude et relativement basse fréquence telles que cel- les dues au "hachis" engendré sur le véhicule par les cahots de la route ont pour effet de refouler le liquide de l'une des deux premières chambres dans l'autre et inversement à travers le passage étranglé, avec mise en résonance de la masse liquide ainsi refoulée lorsque la fréquence desdites oscillations atteint une valeur pré- déterminée qui est fonction du rapport entre la longueur axiale et la section droite du passage étranglé, cette mise en résonance assurant un excellent amortissement des oscillations concernées, les vibrations de relativement petite ampli- tude et relativement haute fréquence, telles que celles dues au fonctionnement du moteur, se traduisent par des vibrations de la membrane susceptibles d'atténuer la transmission des vibrations en cause. Pour cette raison, ladite membrane est souvent appelée membrane de "découplage en amplitude". Dans les réalisations connues des dispositifs antivibratoires du genre ci-dessus, la membrane est en général constituée par un disque en caoutchouc délimité au moins sur sa plus grande partie, comprenant sa zone centrale, par deux faces planes parallèles. L'expérience montre que, avec une telle géomé- trie de la membrane, les oscillations ou vibrations de celle-ci se traduisent par certaines discontinuités de la déformation se produisant en général, au cours de chaque cycle, très peu de temps après l'une des deux inversions de la déformation, discontinuités généra- trices de claquements ou autres bruits désagréables. L'invention a pour but, surtout, de supprimer cet inconvénient. A cet effet les membranes du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérisées en ce qu'elles comprennent sur l'une au moins de leurs deux faces un cratère central entouré d'au moins une nervure annulaire Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: la crête de l'une au moins des nervures est une arête plane à angle vif séparant deux surfaces tronconiques, le fond de l'une au moins des gorges annu- laires bordées par les nervures est défini par une cour- be fermée plane rentrante séparant deux surfaces tron- coniques, les zones centrales des deux faces de la mem- brane sont conformées en cratères, de sorte que la mem- brane est fortement amincie en son centre, la membrane comprend au moins une nervure annulaire sur chacune de ses deux faces et les diamètres des crêtes des nervures correspondant respectivement aux deux faces de la membrane sont différentes, l'une des deux faces d'une membrane selon l'alinéa précédent comprend une nervure circulaire dont la crête s'étend selon un cercle de diamètre D 1 et son autre face comprend une nervure circulaire dont la crête s'étend selon un cercle de diamètre D 3 inférieur à Dit nervure entourée par une rainure circulaire dont le fond s'étend selon un cercle de diamètre D 4 supérieur à Dit le bord extérieur de la membrane chevauche jointivement le rebord intérieur rigide de l'orifice séparant la première chambre de la troisième, une rondelle rigide est adhérée sur une pla- ge, de la périphérie de la membrane, librement exposée dans la première chambre, la rondelle rigide présente en demi-coupe axiale la forme d'un L. 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 préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre en coupe axiale un support antivibratoire hydraulique établi selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent, respectivement selon les flèches II et III de la figure 1, la membrane comprise par ce dispositif. La figure 4 montre en demi-coupe axiale à échelle agrandie une variante de ladite membrane. D'une façon connue en soi, le support considéré, qui présente d'une façon générale une symétrie de révo- lution autour d'un axe vertical X, comprend: une embase rigide 1 constituée par un plot central 11 prolongé vers le haut par un goujon 12 en attente, un anneau rigide 2 constitué par deux pla- quettes annulaires soudées l'une contre l'autre, chacune de ces plaquettes étant délimitée intérieurement par un bord rabattu 21 et étant prolongée vers l'extérieur par deux pattes 22 elles-mêmes perforées par des trous de fixation 231 une paroi tronconique épaisse en caoutchouc 3 présentant une bonne résistance à la compression axiale de façon à jouer un rôle de "support" et reliant de fa- çon étanche l'embase 1 à l'anneau 2, un soufflet mince et flexible 4 relié de fa- çon étanche à l'anneau 2 et délimitant un boîtier fermé avec cet anneau, la paroi 3 et l'embase 1, un capot rigide 5 de protection du soufflet dont le pourtour est fixé sur l'anneau 2 et dont la paroi est ajourée en 51 ' une cloison rigide intermédiaire 6 divisant le boîtier en deux chambres, savoir une chambre de tra- vail A du côté de la paroi 3 et une chambre de compensa- tion B du côté du soufflet 4, un passage étranglé 7 reliant les deux cham- bres A et B entre elles, passage de préférence évidé dans le pourtour rigide de la cloison intermédiaire 6, laquelle cloison est évidée par un trou central 61 propre à faire communiquer entre elles les deux dites chambres, une masse de liquide L remplissant les deux chambres et le passage étranglé, une membrane étanche et déformable 8 dont le bord est fixé de façon étanche contre le bord du trou 61 i et une toile 9 résistante à la traction noyée dans la membrane 8 et propre à limiter l'amplitude des débattements axiaux au centre de cette membrane à une faible valeur, généralement de l'ordre du mm. L'ensemble des plages périphériques du soufflet flexible 4, du capot 5 et de la cloison intermédiaire 6 sont serties l'une contre l'autre par rabattement du rebord 21 compris par l'une des deux plaquettes consti- tutives de l'anneau 2 contre l'autre plaquette, le re- bord 2 de cette autre plaquette étant, quant à lui, noyé dans la grande base de la paroi tronconique épaisse 3. L'invention concerne plus particulièrement la membrane 8. Au lieu de délimiter cette membrane par deux faces planes, comme dans les réalisations connues, on fait comprendre à l'une au moins d'entre elles un cra- tère central entouré par au moins une nervure annulaire de façon telle que, de préférence, l'épaisseur de la membrane varie constamment le long de chaque rayon de celle-ci. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, les deux faces comprennent des nervures et/ou gorges concentriques dont les sections et dia- mètres diffèrent pour les deux faces. Plus précisément: la face, de la membrane 8, tournée vers la chambre A, comprend un cratère conique central T 1 d'axe X et la crête C 1 de ce cratère est prolongée extérieu- rement par une face tronconique T 2 délimitant avec ledit cratère T 1 une nervure annulaire de section droite triangulaire; la grande base extérieure C 2 de ladite face tronconique T 2 est prolongée vers l'extérieur par une plage périphérique plane P 1, la face, de la membrane 8, tournée vers la chambre B, comprend un cratère conique central T 3 d'axe X dont la crêtre circulaire C 3 présente un diamètre D 3 inférieur au diamètre D 1 de la crête C 1 ci-dessus; cet- te crête C 3 est prolongée extérieurement par une gorge annulaire comprenant successivement une face tronconique T 4 raccordée, le long d'un fond circulaire C 4 dont le diamètre D 4 est légèrement supérieur à D 1, à une face tronconique T 5 et la crête C 5 de cette dernière face est prolongée vers l'extérieur par une plage périphérique plane P 2. Les plages périphériques planes Pl et P 2 déli- mitent axialement un anneau de bordure R de la membrane 8, anneau qui est évidé radialement depuis l'extérieur par une fente annulaire propre à chevaucher jointivement le bord rigide du trou 61 en étant fermement adhéré de façon étanche contre ce bord. D'une façon générale, on peut considérer que les sections axiales des deux faces de la membrane se pré- sentant sous la forme de lignes brisées qui sont chacune symétriques par rapport à l'axe X mais qui ne sont en général ni identiques entre elles ni même symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan transversal. On pourrait prévoir sur l'une au moins des deux faces, autour d'un cratère central, plusieurs gorges an- nulaires concentriques délimitant entre elles des ner- vures annulaires présentant de préférence une section triangulaire. Les crêtes de ces nervures, tout comme les fonds des gorges en question, ne présentent pas obligatoire- ment un profil à angle vif: ce profil pourrait parfai- tement être arrondi. Ce qui importe, c'est que les creux réservés entre les différentes surépaisseurs soient relativement profonds sans mettre en péril la résistance mécanique de la membrane. L'expérience montre qu'avec une membrane confor- mée de la manière décrite ci-dessus, les déformations de cette membrane correspondant aux oscillations ou vibra- tions de celle-ci sont effectuées sans discontinuité ou distorsion, en particulier lors des inversions de ces déformations, ce qui supprime les claquements ou autres bruits désagréables qui étaient observés avec les membranes délimitées par deux faces planes parallèles. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support hydraulique antivibratoire dont la constitution, le fonctionnement et les avantages 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 réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment: celles o l'une des deux faces de la membrane serait plane, celles o chaque nervure annulaire considérée présenterait un contour fermé non circulaire, notamment ovale ou elliptique, celles o la membrane serait placée, non pas sur la cloison intermédiaire 6, mais en un autre empla- cement de la face interne de la chambre de travail A, et en particulier au voisinage de l'embase 1, cette mem - brane obturant alors un trou propre à faire communiquer la chambre A avec l'atmosphère ou avec une troisième chambre (non représentée) également déformable, étanche et remplie de liquide, chambre délimitée à cet effet par une nouvelle membrane flexible étanche dont la face extérieure à la chambre considérée délimiterait une chambre à air éventuellement garnie d'une mousse ou serait mise à l'air libre, celles o le dispositif antivibratoire consi- déré serait un manchon travaillant essentiellement selon une direction diamétrale et pour lequel les deux arma- tures rigides seraient tubulaires, s'entourant l'une l'autre, et de préférence de révolution et coaxiales au moins sous charge, celles o le passage étranglé serait évidé dans d'autres portions du dispositif que le pourtour de la cloison intermédiaire, et notamment à travers la zone centrale de la membrane elle-même, et celles o une plage, de la périphérie de la membrane, directement exposée au liquide contenu dans la poche A, serait revêtue par une rondelle rigide 10 (figure 4) adhérée sur elle et libre de ses mouvements dans ledit liquide: la présence d'une telle rondelle "flottante" 10, qui est avantageusement prolongée inté- rieurement par un rebord 101 rabattu axialement dans le sens s'écartant de la membrane, comme visible sur la figure 4, rebord qui est lui-même longé jointivement par une lèvre annulaire 81 venue de moulage avec la membrane 8, permet de réduire encore les phénomènes acoustiques indésirables dus aux claquements et autres bruits ayant pour source les déformations de ladite membrane, ainsi qu'il a été exposé dans le brevet FRANCE n' 2 522 759 de la demanderesse. REVENDICATIONS 1 Dispositif antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre deux éléments rigides, comportant deux armatures rigides ( 1,2) solidarisables respective- ment avec les deux éléments rigides à réunir, une struc- ture en élastomère ( 3) reliant entre elles les deux armatures et formant au moins en partie avec celles-ci deux chambres étanches (A,B), un passage étranglé ( 7) faisant communiquer en permanence les deux chambres entre elles, une masse de liquide remplissant les deux chambres et le passage étranglé, une membrane déformable ( 8) constituée essentiellement en un matériau déformable et dont le pourtour est fixé de façon étanche sur le bord rigide d'un orifice ( 61) propre à relier l'une des deux chambres (A) ci-dessus, ou "première chambre", à une troisième chambre qui est généralement la "seconde" des deux chambres ci- dessus (B), et des moyens pour limiter l'amplitude des déformations de la membrane, moyens constitués de préférence par une toile peu exten- sible ( 9) noyée dans ladite membrane, caractérisée en ce que cette membrane comprend, sur l'une au moins de ses deux faces, un cratère central (Ti; T 3) entouré d'au moins une nervure annulaire (C 1; C 31 C 5). 2 Dispositif antivibratoire selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la crête (C 1; C 3 C 5) de l'une au moins des nervures est une arête plane à angle vif séparant deux surfaces tronconiques (T 1,T 2; T 3 T 4 T 51 P 2). 3 Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le fond de l'une au moins des gorges annulaires bor- dées par les nervures est défini par une courbe fermée plane rentrante (C 4) séparant deux surfaces tronconiques (T 41 T 5). 4 Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les zones centrales des deux faces de la membrane sont conformées en cratères (T 1 VT 3), de sorte que la membrane est fortement amincie en son centre. Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la membrane comprend au moins une nervure annulaire sur chacune de ses deux faces et en ce que les diamètres des crêtes des nervures correspondant respectivement aux deux faces de la membrane sont différents. 6 Dispositif antivibratoire selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que l'une des faces de la membrane comprend une nervure circulaire dont la crête15 s'étend selon un cercle de diamètre D 1 et en ce que son autre face comprend une nervure circulaire dont la crête s'étend selon un cercle de diamètre D 3 inférieur à Dit nervure entourée par une rainure circulaire dont le fond s'étend selon un cercle de diamètre D 4 supérieur à D 1.20 7 Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le bord extérieur (R) de la membrane chevauche join- tivement le rebord intérieur rigide de l'orifice ( 61) séparant la première chambre de la troisième.25 8 Dispositif antivibratoire selon l'une quel- conque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'une rondelle rigide ( 10) est adhérée sur une plage, de la périphérie de la membrane, librement exposée dans la première chambre (A).30 9 Dispositif antivibratoire selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce que la rondelle rigide ( 10) présente en demi-coupe axiale la forme d'un L.