Brevet FR2663099A1 — publié le 19911213

Cette invention concerne un support élastique comportant un élastomère et en particulier, mais non pas exclusivement, un support élastique comme ceux employés pour l'installation de moteurs marins et qui comprennent typiquement une couche épaisse d'élastomère fixée entre des surfaces planes dirigées l'une vers l'autre de deux pièces d'extrémité rigides, surfaces qui sont générale- ment orientées horizontalement ou suivant des plans inclinés lorsque le dispositif est en place pour sup- porter un moteur marin. Les supports élastiques standards fabriqués pour être utilisés à terre, doivent généralement sup- porter des machines plus légères que les moteurs marins. Pour les installations marines, il est typiquement nécessaire d'utiliser un grand nombre de supports élastiques standards afin d'éviter que l'élastomère de chaque support ne soit surchargé et incapable d'absorber les vibrations de manière efficace Pour l'installation d'un gros moteur marin, il peut être nécessaire d'uti- liser jusqu'à 100 supports conventionnels, mais ce nombre peut être réduit, à 24 par exemple, en prévoyant des supports plus grands, fabriqués spécialement. Cependant, la diminution du nombre de supports indivi- duels due à l'emploi de supports plus grands n'apporte pas que des avantages Bien que cette solution procure l'avantage que le temps d'installation et son coût sont réduits, des difficultés peuvent se poser pour le moulage des support de plus grandes dimensions et il s'est avéré aussi que les supports plus grands ne sont généralement pas aussi efficaces pour l'absorption adéquate des vibrations de haute fréquence comprises dans le domaine audible. La présente invention vise à apporter un support élastique perfectionné, du type convenant pour des applications o les charges sont importantes, qui facilite la fabrication et l'installation et soit également efficace pour réduire la transmission de vibrations de haute fréquence dans le domaine audible. Conformément à un aspect de la présente invention, celle-ci apporte un support élastique compre- nant deux pièces d'extrémité rigides qui définissent deux surfaces dirigées l'une vers l'autre et qui sont chacune effectivement planes, comme défini dans ce qui va suivre, ces surfaces étant maintenues à distance l'une de l'autre par un élastomère élastique interposé, support qui est caractérisé en ce que l'élastomère est constitué par au moins deux éléments de support indivi- duels disposés chacun pour s'étendre entre les pièces d'extrémité et pour agir élastiquement en parallèle l'un avec l'autre en résistant au mouvement relatif des pièces d'extrémité suivant une direction normale généra- lement perpendiculaire aux surfaces dirigées l'une vers l'autre et qui tend à approcher ou à écarter mutuelle- ment les pièces d'extrémité, chaque élément de support en élastomère ayant une épaisseur d'au moins 50 mm dans le sens de ladite direction normale. Le terme "effectivement plane" dans le présent mémoire signifie que les surfaces dirigées l'une vers l'autre n'exercent pas une charge latérale significative sur les éléments de support en élastomère suivant une direction perpendiculaire à ladite direction normale. Les surfaces dirigées l'une vers l'autre peuvent réel- lement être planes ou l'une d'elles au moins peut être profilée de façon équilibrée en ce sens que les compo- santes de forces latérales induites localement sur un élément de support individuel en élastomère sont équi- librées pour cet élément dans son ensemble Il est envisagé, conformément à l'invention, que le centre d'élasticité du support soit situé à l'infini. L'élastomère d'au moins un élément de support peut être collé ou fixé d'une autre manière directement à l'une ou à chacune des pièces d'extrémité rigides En variante, l'un au moins des éléments de support en élastomère peut avoir une pièce de face terminale ou deux pièces de face terminale, en métal ou un autre matériau essentiellement rigide, à laquelle ou aux- quelles est fixé l'élastomère de l'élément de support, par collage par exemple, la pièce ou chaque pièce de face terminale pouvant à son tour être fixée, par soudage par points par exemple, à l'une des pièces d'extrémité rigides Une pièce de face terminale peut être plane, mais elle peut également être profilée tout en restant "effectivement plane" dans le sens défini plus haut pour ce qui concerne le profilage des surfaces dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité rigides. Chaque élément de support en élastomère est de préférence asymétrique par rapport à un plan médian situé au milieu entre les surfaces dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité rigides et perpendicu- laire à ladite direction normale L'asymétrie peut être due au fait que l'une des surfaces dirigées l'une vers l'autre est profilée, ou que la pièce de face terminale à une extrémité de l'élément de support en élastomère est profilée, tandis que celle située à l'autre extré- mité de l'élément est plane Il est possible aussi de fixer les extrémités d'un élément de support en élasto- mère à des surfaces dirigées l'une vers l'autre ou de les doter de pièces de face terminale dont les profils diffèrent d'une extrémité de l'élément de support à 1 tautre. L'asymétrie peut être créée aussi par le fait que l'élastomère de chaque élément de support possède une section droite non uniforme et qui varie différem- ment d'un côté et de l'autre d'un plan médian Selon encore un autre mode de réalisation, l'asymétrie peut être procurée, par exemple, par un intercalaire en matériau de renfort disposé de façon asymétrique par rapport au plan médian. On comprendra que les moyens indiqués ci- dessus pour obtenir l'asymétrie ne s'excluent pas mutuellement et que deux ou davantage de moyens sont utilisables en combinaison. Bien que l'invention apporte un support élastique dans lequel l'épaisseur de chaque élément de support en élastomère suivant la direction normale est d'au moins 50 mm, il est envisagé en particulier que cette épaisseur soit supérieure à 75 mm De plus, il est envisagé que cette épaisseur soit inférieure à 200 mm. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le volume de l'élastomère de chaque élément de support est inférieur à 7,5 litres et est de préférence inférieur à 5 litres. L'aire de section droite de chaque élément de support en élastomère au plan médian ne dépasse pas, de préférence, 0,1 m 2 et est de préférence inférieure à 0,05 m 2. L'aire de section droite au plan médian est de préférence comprise dans le domaine de 2 à 0,2 fois et, mieux encore, entre 1 et 0,3 fois l'épaisseur de l'élé- ment (c'est-à-dire la distance entre les pièces d'extré- mité rigides suivant ladite direction normale), l'aire et la longueur étant mesurées en unités de base iden- tiques. L'élastomère de chaque élément de support possède de préférence une dureté de 35 à 70 Shore A Les matériaux convenant pour la mise en oeuvre de l'inven- tion comprennent le caoutchouc naturel, le caoutchouc nitrile, le chloroprène et des mélanges de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'un support élastique selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan du support de la figure 1; la figure 3 est une coupe prise suivant la ligne X-X de la figure 2; la figure 4 est une vue de côté d'un support selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une coupe correspondant à celle de la figure 3, mais du support selon la figure 4; la figure 6 est une vue de côté d'un support selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est une vue en bout du support selon la figure 6; et la figure 8, 9 et 10 sont des vues de côté de supports selon encore d'autres modes de réalisation de l'invention. Les figures 1, 2 et 3 montrent un support élastique 10 comprenant deux pièces d'extrémité rigides 11, 12 en métal, qui définissent deux surfaces planes 13, 14 dirigées l'une vers l'autre. Chaque pièce d'extrémité possède une forme rectangulaire en plan et (lorsque le support n'est pas chargé) les deux pièces d'extrémité sont maintenues à une distance de 100 mm l'une de l'autre (suivant une direction normale qui est perpendiculaire aux surfaces planes 13, 14) par deux éléments de support 15 en élastomère interposés Chaque élément de ce mode de réalisation possède une forme carrée vu en plan, mais il est possible aussi d'utiliser une section rectangulaire par exemple. Chacun des éléments de support 15 est en caoutchouc naturel et les faces terminales de chaque & élément sont collées aux surfaces 13, 14 dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité rigides Le matériau constitutif des élements de support possède une dureté de 55 Shore A et chaque élément a un volume de 3 litres. L'aire de section droite au plan médian est de 0,034 m 2 pour chaque élément. Chaque élément de support 15 en élastomère possède une construction asymétrique obtenue dans cet exemple par une nervure 16 faisant saillie à l'extérieur o et s'étendant de façon continue tout autour de l'élé- ment, vu en plan; cette nervure est située d'un côté et à proximité d'un plan médian 17, lui-même situé au milieu entre les extrémités de l'élément. Dans cet exemple, la nervure d'un élément est située au-dessus du plan médian et l'autre nervure est située sous ce plan, ainsi que le montrent les figures 1 et 3, les parties gauche et droite de cette dernière figure représentant des coupes partielles de l'élément situé à gauche et de l'élément situé à droite sur la figure 1 Donc, les éléments 15 ont la même forme générale, mais sont retournés l'un par rapport à l'autre lors de la mise en place entre les éléments d'extrémité 11, 12. Les plaques d'extrémité 11, 12 sont pourvues de trous 18 pour faciliter la fixation à la structure portée et à la structure de support. Selon une variante de ce premier mode de réalisation, les deux éléments de support 15 ont la même orientation, de sorte que leurs nervures 16 sont dé- calées du même côté du plan médian. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, illustré par les figures 4 et 5, le support élastique est construit essentiellement comme décrit pour le mode de réalisation précédent, sauf qu'un intercalaire métallique de renfort 20 est noyé dans chaque élément de support 15 ' en élastomère. L'intercalaire 20 est situé dans un plan parallèle aux surfaces 13 ', 14 ' dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité 11 ' et 12 ' et à une faible distance du plan médian 171 L'élastomère de chaque élément de support est collé aux surfaces 13 ', 14 ', comme dans le premier mode de réalisation, et également aux faces de l'inter- calaire de renfort. Selon un troisième mode de réalisation, illustré par les figures 6 et 7, un support 60 comporte deux pièces d'extrémité rigides 61, 62 entre lesquelles sont fixés deux éléments de support 63 ayant chacun une forme trapézoïdale en section, comme on peut le voir sur la figure 6 Les éléments 63 ont une profondeur uni- forme, ainsi que cela ressort de la vue en bout de la figure 7 Chaque élément 63 de l'exécution montrée est disposé de manière que sa plus petite base soit collée à la pièce d'extrémité 61 du haut, mais il est possible aussi de retourner l'un des deux éléments, de manière que la grande base d'un élément et la petite base de l'autre élément soient collées ou fixées d'une autre manière à chacune des pièces d'extrémité 61, 62. La figure 8 montre un mode de réalisation dans lequel deux pièces d'extrémité 81, 82 d'un support 80 sont maintenues à distance l'une de l'autre par deux éléments de support 83 en élastomère ayant des profils extérieurs identiques Les éléments de support ont cependant une forme asymétrique en ce sens qu'ils comportent chacun, noyé à l'intérieur, un intercalaire métallique de renfort 84 qui est incliné (comme repré- senté sur la figure 8) par rapport aux plans des sur- faces dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité 81, 82 L'orientation différente de l'intercalaire de renfort confère donc à chaque élément de support une asymétrie par rapport au plan médian situé entre les extrémités de l'élément. La figure 9 représente un support élastique 90 dont la construction correspond sensiblement à celle du support selon la figure 8, sauf que, à la place d'un intercalaire métallique de renfort qui est simplement incliné, chaque intercalaire 91 possède une pluralité de parties inclinées, ce qui est obtenu par une plaque ayant une forme en zigzag ou ondulée en section Comme dans le cas de la construction selon la figure 8, l'intercalaire de renfort confère une asymétrie par rapport à un plan médian. La figure 10 représente un support élastique avec deux éléments de support 101 en élastomère dont les faces terminales sont collées à des plaques métal- liques 102, 103 constituant des pièces de face termi- nale Ces plaques sont à leur tour fixées, par soudage par exemple, aux pièces d'extrémité rigides supérieure 104 et inférieure 105 La pièce de face terminale 103, également rigide, à l'extrémité inférieure de chaque élément de support, possède une forme ondulée comprenant quatre parties de surface inclinées, tandis que la pièce de face terminale 102 en haut de chaque élément de support est une pièce rigide qui comporte seulement deux parties inclinées; chaque élément de support a par conséquent une construction asymétrique par rapport à un plan médian en raison de la différence entre les profils des pièces de face terminale de chaque élément de support Les pièces de face terminale des éléments de support peuvent être d'un seul tenant (comme représenté sur la figure 10) ou séparées l'une de l'autre et peuvent être agencées dans ce cas, par exemple, pour être placées côte à côte et s'appliquer l'une contre l'autre après la mise en place entre les pièces d'ex- trémité rigides. REVENDICATIONS 1 Support élastique ( 10) comprenant deux pièces d'extrémité ( 11, 12) rigides qui définissent deux surfaces ( 13, 14; 102, 103) dirigées l'une vers l'autre et maintenues à distance l'une de l'autre par un élas- tomère élastique interposé ( 15, 63; 83, 101), ces surfaces étant effectivement planes en ce sens qu'elles n'exercent pas de charge latérale significative sur l'élastomère suivant une direction perpendiculaire à une direction normale, caractérisé en ce que l'élastomère est constitué par au moins deux éléments de support individuels disposés chacun pour s'étendre entre les pièces d'extrémité ( 11, 12; 104, 105) et pour agir élastiquement en parallèle l'un avec l'autre en résis- tant au mouvement relatif des pièces d'extrémité suivant la direction normale généralement perpendiculaire aux surfaces dirigées l'une vers l'autre et qui tend à approcher ou à écarter mutuellement les pièces d'extré- mité, chaque élément de support en élastomère ayant une épaisseur d'au moins 50 mm dans le sens de ladite direction normale. 2 Support élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des surfaces ( 102, 103) dirigées l'une vers l'autre est profilée de façon équilibrée, de sorte que les composantes de forces latérales, induites localement et agissant sur un élément de support en élastomère ( 101) suivant une direction perpendiculaire à ladite direction normale soient équilibrées pour cet élément. 3 Support élastique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un élément de support en élastomère ( 101) possède au moins une pièce de face terminale ( 102, 103) en matériau essentiellement rigide, qui est fixée à cet élément et à l'une des pièces d'extrémité rigides. 4 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des éléments de support ( 83) en élastomère est asymétrique par rapport à un plan médian situé au milieu entre les surfaces dirigées l'une vers l'autre des pièces d'extrémité rigides ( 81, 82). Support élastique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'asymétrie est due à une diffé- rence entre les formes des faces terminales ( 102, 103) de l'élément de support en élastomère ( 101). 6 Support élastique selon la revendication 4 ou , caractérisé en ce que l'asymétrie est due au fait que l'élastomère d'un élément de support ( 63) possède une section droite non uniforme qui varie différemment d'un coté et de l'autre d'un plan médian. 7 Support élastique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'asymétrie est due à la prévision d'un intercalaire en matériau de renfort ( 84, 91) dans l'élastomère d'un élément de support. 8 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de chaque élément de support en élastomère est d'au moins 75 mm dans ladite direction normale, correspondant à la direction de charge. 9 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume de l'élastomère de chaque élément de support est inférieur à 7,5 litres. 10 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'aire de section droite de chaque élément de support en élastomère ne dépasse pas 0,1 m 2 au plan médian. 11 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'aire de section droite du plan médian est comprise dans le il domaine allant de 0,2 à 2 fois l'épaisseur de l'élément, l'aire et l'épaisseur étant mesurées en unités de base identiques. 12 Support élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de support est réalisé d'un élastomère ayant une dureté comprise dans le domaine de 35 à 70 Shore A.