Brevet FR2671839A1 — publié le 19920724

Perfectionnements aux supports antivibratoires hvdrau- ligues. L'invention concerne les supports antivibratoires hydrauliques destinés à être interposés entre une tige rigide et un châssis de véhicule aux fins d'amortir le transfert de la tige au châssis des vibrations ou oscillations imposées à la tige, laquelle est liée notamment à un train de roulement du véhicule. Elle vise plus particulièrement, parmi les supports considérés, ceux qui présentent une forme générale annulaire de révolution et sont destinés à entourer la tige, lesdits supports comprenant à cet effet - une armature annulaire rigide centrale propre à être fixée sur la tige, - une armature annulaire rigide périphérique propre à être fixée sur le châssis du véhicule, - deux premiers anneaux en élastomère reliant de façon étanche les deux armatures et formant avec celles-ci une chambre étanche, - une masse de liquide remplissant cette chambre, - une cloison intermédiaire disposée axialement entre les deux premiers anneaux, reliant les deux armatures et comprenant, s'entourant mutuellement, une portion annulaire rigide et un troisième anneau en élastomère, ladite cloison divisant l'intérieur de la chambre en deux poches, - un passage évidé dans la portion annulaire rigide de la cloison intermédiaire et propre à faire communiquer entre elles les deux poches, - et un clapet mobile monté dans ledit passage. Dans les modes de réalisation connus de tels supports, le degré d'ouverture normal du passage est très petit lors des fonctionnements normaux, ce passage étant alors simplement constitué par un trou percé au centre du clapet mobile et, lorsque des oscillations de forte amplitude sont appliquées axialement sur la tige, telles que celles engendrées par des chocs, le clapet est automatiquement chassé vers une position axiale pour laquelle le passage est largement ouvert (voir brevet EUA n 4 733 854). Cette mesure permet de réduire instantanément la vitesse d'écoulement du liquide passant d'une poche à l'autre et donc d'écarter les risques de "cavitation" un tel phénomène est en effet préjudiciable à la qualité de l'amortissement et il est donc à proscrire lorsque la tige est directement solidaire de la source des chocs (moteur, train de roulement), l'une des missions du support considéré étant alors précisément d'amortir luimême le transfert de ces chocs au châssis. La présente invention poursuit un but différent. Elle vise plus particulièrement le cas où la tige ci-dessus mentionnée est celle d'un amortisseur du genre des amortisseurs télescopiques adoptés de façon usuelle dans les suspensions de véhicules automobiles. Les amortisseurs de ce type assurent d'une façon efficace l'amortissement ou absorption des fortes oscillations imposées aux trains de roulement auxquels ils sont associés lors du roulement du véhicule concerné sur un sol irrégulier. Mais ils sont moins appropriés pour filtrer les vibrations d'amplitude relativement faible et de fréquence relativement élevée telles que celles génératrices de bruits. Les supports hydrauliques ici considérés, qui servent essentiellement à "attacher" des tiges d'amortisseurs à des châssis de véhicules, doivent être à la fois bien adaptés à la filtration de telles vibrations acoustiques pour un fonctionnement normal du véhicule correspondant par exemple à son roulage sur une bonne route. Mais ils doivent également présenter une grande raideur lors de la manifestation des oscillations de forte amplitude ou chocs ci-dessus mentionnés, de façon que l'amortisseur lui-même soit alors correctement sollicité grâce à une bonne reprise des efforts à amortir au niveau de son attache sur le châssis du véhicule. En d'autres termes, il convient ici d'obtenir une sorte de découplage d'amplitude inverse de celui observé dans les modes de réalisation antérieurs décrits ci-dessus, la manifestation d'oscillations de grande amplitude se traduisant automatiquement ici par une grande raideur du support-attache et non plus par une chute brusque de cette raideur. A cet effet un support antivibratoire du genre en question selon 1 invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il est agencé de façon telle que, en fonctionnement normal, d'une part, son clapet soit libre de se débattre entre deux positions extrêmes et, d'autre part, une communication soit établie en permanence entre les deux poches et en ce que l'application d'un choc sur la tige ait pour effet de bloquer provisoirement le clapet en l'une de ses deux positions extrêmes correspondant dans chaque cas à la fermeture du passage équipé par ce clapet. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le clapet est constitué par une pièce rigide mobile entre deux sièges faisant partie du passage, - les portions, du clapet, susceptibles d'être appliquées contre les deux sièges, sont revêtues d'une couche élastique, - la section transversale des portions terminales du passage présente la forme générale d'une bande annulaire interrompue localement par des pontets radiaux de liaison et le clapet est constitué par une rondelle plate montée flottante entre deux doubles sièges anneau laires délimitant ensemble deux gorges annulaires ouvertes radialement l'une vers l'autre, - une rondelle rigide solidaire de l'une des deux armatures annulaires plonge dans l'une des deux poches et délimite avec la portion transversalement en regard de l'autre armature un passage axial étranglé pour le liquide, - la portion rigide annulaire constitutive de la cloison intermédiaire est solidaire de l'armature centrale et la rondelle rigide selon l'alinéa précédent est solidaire de l'armature périphérique, - le clapet est constitué par une membrane étanche dont le bord est raccordé de façon étanche à la paroi du passage et un canal étranglé ouvert en permanence est prévu entre les deux poches, en parallèle sur le passage équipé du clapet - un canal étranglé relativement long et étroit, calculé pour l'amortissement d'oscillations à basse fréquence (notamment de l'ordre de 1 Hz) et ouvert en permanence, canal qui peut être celui précédemment mentionné, est prévu entre les deux poches, en parallèle sur le passage équipé du clapet. 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 en coupe axiale un support antivibratoire hydraulique établi selon l'invention, rattachant la tête d'un amortisseur de véhicule au châssis de ce véhicule. La figure 2 est un agrandissement d'une portion de la figure 1. Le support en question est destiné à attacher à un châssis 1 de véhicule la tête 2 de la tige 3 d'axe X d'un amortisseur D de ce véhicule. Le pied (non représenté) de cet amortisseur D est par exemple monté sur un train de roulement du véhicule considéré et, dans un tel cas, un ressort hélicoi- dal de compression visible en R sur la figure 1 entoure habituellement ledit amortisseur, ressort interposé entre la caisse ou châssis 1 et une coupelle (non représentée) soudée sur le boîtier de l'amortisseur. Le support considéré comprend - une armature annulaire centrale 4 d'axe X composée d'une bague cylindrique 41 et de plusieurs anneaux de tôle emboutis 4243 et propre à être fermement fixée sur la tête 2, notamment par vissage d'un écrou sur l'extrémité filetée de cette tête après enfilage quasi-jointif de la bague 41 sur cette extrémité, - une armature annulaire périphérique 5 d'axe X composée également d'anneaux de tôle emboutis - deux premiers anneaux élastiques 6 et 7 reliant de façon étanche l'armature 4 à l'armature 5 et formant avec celles-ci une chambre étanche, - une masse de liquide amortisseur L remplissant cette chambre, liquide généralement constitué par un antigel, - une cloison intermédiaire 8 disposée axiale ment entre les deux anneaux 6 et 7 et reliant comme ceux-ci les deux armatures entre elles, cette cloison comprenant une portion annulaire rigide 9 et un troisième anneau élastique 10 et divisant l'intérieur de la chambre en deux poches A et B, - un passage Il évidé dans la portion annulaire rigide 9 et reliant entre elles les deux poches A et B, - et un clapet 12 monté flottant dans ledit canal entre des sièges appropriés 14,15 (voir figure 2). Le passage 11 présente en section axiale la forme d'une bande annulaire délimitée par deux cercles concentriques et il est obturé au droit de ses extrémités axiales par des pontets radiaux de liaison (non représentés), les lumières qui subsistent entre ces pontets affectant avantageusement la forme de haricots. Le clapet 12, quant à lui, est constitué par une rondelle plate, de préférence enrobée dans une chemise en caoutchouc 13 (figure 2) pour éviter les bruits de contact, et il est monté flottant entre deux doubles sièges annulaires 14,15 constituant les flancs de deux gorges annulaires concentriques évidées respectivement dans la face cylindrique intérieure et dans la face cylindrique extérieure du passage Il et ouvertes radialement l'une vers l'autre. Le fonctionnement de ce clapet 12 est le suivant. En régime normal, c'est-à-dire tant qu'une sollicitation de grande amplitude n'est pas appliquée axialement sur la tige 3, le clapet 12 demeure flottant entre ses deux sièges, ce qui établit la communication pour le liquide entre les deux poches A et B. Si, dans ces conditions, des vibrations de petite amplitude sont appliquées à la tige 3, comme il est courant lorsque le véhicule roule normalement sur une bonne route, lesdites vibrations se traduisent par des vibrations correspondantes de faible amplitude du clapet 12 et ces dernières vibrations ont pour effet de filtrer la transmission des vibrations mères entre la tige 3 et le châssis 1. Si une sollicitation de grande amplitude correspondant à un grand débattement ou à un choc est appliquée axialement sur la tige 3, cette application a pour effet instantanément d'appliquer axialement le clapet 12 contre l'un de ses deux sièges 14 et 15, ce qui coupe la communication entre les deux chambres A et B au lieu de l'établir alors très largement comme dans les réalisations antérieurement connues. La raideur du support est donc accrue instantanément, ce qui permet à l'amortisseur d'exercer efficacement son rôle d'amortissement du choc considéré. On voit sur la figure 1 une rondelle rigide 16 dont le bord extérieur est solidarisé avec l'armature annulaire 5 et dont le bord intérieur, plongeant profondément dans la chambre A, délimite avec la portion intérieure radialement en regard de l'armature centrale 4, un passage étranglé 17 pour le liquide L. La présence de cette rondelle 16 exerce sur ce liquide un effet "piston" qui se traduit par une réduction complémentaire de la raideur du support pour les vibrations de faible amplitude et de fréquence relativement élevée (généralement comprise entre 50 et 400 Hz) qui correspondent au domaine acoustique. On voit encore sur la figure 1 - une cloche 18 traversée par la bague 41 et présentant un bord 181 rabattu vers l'extérieur suffisamment large pour pouvoir venir buter axialement contre l'armature 5 lors des trop fortes sollicitations de la tige 3 vers le haut, ce qui forme une butée résistant à la destruction du support par arrachement, - la constitution de la portion rigide 9 de la cloison intermédiaire 8 par deux plaques juxtaposées axialement l'une contre l'autre, ce qui facilite la formation des gorges délimitant les sièges doubles 14,15 du clapet 12, - et la fixation mutuelle par sertissage des différentes pièces solidarisées avec la bague 41 D'une façon usuelle, l'extrémité de la tige 2 est filetée pour recevoir un écrou de fixation. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support antivibratoire hydraulique dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce support présente un certain nombre d'avantages par rapport à ceux antérieurement connus, notamment en ce qu'il permet d'attacher fermement une tige d'amortisseur à un châssis de véhicule tout en filtrant efficacement les vibrations acoustiques et analogues engendrées au niveau de ladite tige, la raideur dudit support étant accrue instantanément et automatiquement dès la manifestation d'oscillations de grande amplitude ou de chocs, lesquels peuvent alors être efficacement traités par l'amortisseur. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux'due ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier le clapet 12, au lieu d'être constitué par une pièce mobile libre de se débattre entre deux sièges, peut être constitué par une membrane déformable étanche reliée de façon étanche à la paroi interne du passage 11. Dans un tel cas, il convient d'établir une communication permanente entre les deux poches A et B à l'aide d'un canal étroit évidé dans la cloison intermédiaire 5. D'une façon plus générale, il est avantageux de prévoir dans tous les cas entre les deux poches A et B, en parallèle sur le passage 11, un canal étranglé 19 de relativement faible section et grande longueur, les dimensions de ce canal étant calculées de façon telle que la colonne qu'il contient soit soumise à un effet de résonance lorsque la fréquence des oscillations de relativement grande amplitude appliquées sur la tige 3 est égale à une valeur relativement faible qui est de préférence de l'ordre de 1 à 5 Hz, ce qui crée alors un effet de blocage permettant à la fois d'amortir lesdites oscillations et de pallier une éventuelle insuffisance d'application du clapet 12 contre ses sièges, si ce clapet est du type "mobile" plutôt que "déformable", insuffisance qui risquerait de se traduire par une circulation indésirable du liquide L entre les deux poches. REVENDICATIONS 1. Support antivibratoire hydraulique de forme générale annulaire destiné à être interposé entre une tige rigide (3) et un châssis de véhicule (1) aux fins d'amortir le transfert, de la tige au châssis, des vibrations ou oscillations imposées à la tige, comprenant une armature annulaire rigide centrale (4) propre à être fixée sur la tige (3), une armature annulaire rigide périphérique (5) propre à être fixée sur le châssis (1), deux premiers anneaux en élastomère (6,7) reliant de façon étanche les deux armatures et formant avec celles-ci une chambre étanche, une masse de liquide (L) remplissant cette chambre, une cloison intermédiaire (8) disposée axialement entre les deux premiers anneaux, reliant les deux armatures et comprenant, s'entourant mutuellement, une portion annulaire rigide (9) et un troisième anneau en élastomère (10), ladite cloison divisant l'intérieur de la chambre en deux poches (A,B), un passage (11) évidé dans la portion annulaire rigide de la cloison intermédiaire et propre à faire communiquer entre elles les deux poches et un clapet mobile (12) monté dans ledit passage, caractérisé en ce que, la tige (3) étant celle d'un amortisseur (D) du genre des amortisseurs télescopiques, ledit support est agencé de façon telle que, en fonctionnement normal, d'une part, son clapet (12) soit libre de se débattre entre deux positions extrêmes et, d'autre part, une communication soit établie en permanence entre les deux poches (A,B) et en ce que l'application d'un choc sur la tige ait pour effet de bloquer provisoirement le clapet en l'une de ses deux positions extrêmes correspondant dans chaque cas à la fermeture du passage (11) équipé par ce clapet. 2. Support antivibratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet est constitué par une pièce rigide (12) mobile entre deux sièges (14,15) faisant partie du passage (11). 3. Support antivibratoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portions, du clapet (12), susceptibles d'être appliquées contre les deux sièges, sont revêtues d'une couche élastique (13). 4. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la section transversale des portions terminales du passage (11) présente la forme générale d'une bande annulaire interrompue localement par des pontets radiaux de liaison et en ce que le clapet (12) est constitué par une rondelle plate montée flottante entre deux doubles sièges annulaires (14,15) délimitant ensemble deux gorges annulaires ouvertes radialement l'une vers l'autre. 5. Support antivibratoire selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'une rondelle rigide (16) solidaire de l'une des deux armatures annulaires (5) plonge dans l'une des deux poches (A) et délimite avec la portion transversalement en regard de l'autre armature (4) un passage axial (17) étranglé pour le liquide. 6. Support antivibratoire selon la revendication 5, caractérisé en ce que la portion rigide annulaire (9) constitutive de la cloison intermédiaire (8) est solidaire de l'armature centrale (4) et en ce que la rondelle rigide (t6) est solidaire de l'armature périphérique (5). 7. Support antivibratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet est constitué par une membrane étanche dont le bord est raccordé de façon étanche à la paroi du passage et en ce qu'un canal étranglé (19) ouvert en permanence est prévu entre les deux poches (A,B), en parallèle sur le passage (11) équipé du clapet (12). 8. Support antivibratoire selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'un passage étranglé relativement long et étroit (19), calculé pour l'amortissement d'oscillations à basse fréquence (notamment de l'ordre de 1 à 5 Hz) et ouvert en permanence est prévu entre les deux poches (A,B), en parallèle sur le passage (11) équipé du clapet (12).