Brevet FR2683604A1 — publié le 19930514

Dispositifs antivibratoires hydrauliques. L'invention est relative aux dispositifs antivibratoires hydrauliques destinés à être interposés aux fins d'amortissement et de liaison, voire de support, entre deux eléments rigides tels qu'un châssis de véhicule et que le moteur de ce véhicule. Elle concerne plus particulièrement, parmi ces dispositifs, ceux qui comportent - une armature rigide annulaire d'axe X, généralement vertical ou sensiblement vertical, et un plot rigide coaxial à cette armature, solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides à réunir, - une paroi annulaire en élastomère d'axe X résistant à la compression axiale, interposée entre l'armature et le plot, - un soufflet flexible et étanche porte par l'armature et délimitant une enceinte avec celle-ci, le plot et la paroi annulaire, - une cloison rigide intermédiaire portée par l'armature et divisant l'intérieur de l'enceinte en deux chambres, l'une de travail du côté de la paroi et l'autre de compensation du côté du soufflet, - un passage étranglé faisant communiquer en permanence les deux chambres entre elles, - et une masse de liquide remplissant les deux chambres et le passage étranglé. Comme on le sait, avec un tel dispositif, l'application sur l'une des armatures, selon la direction X, d'oscillations de relativement grande amplitude (généralement supérieure à 0,5 mm) et de relativement basse fréquence (généralement de l'ordre de l à 30 Hz) a pour effet de refouler le liquide de l'une des deux chambres dans l'autre et inversement à travers le passage etranglé, avec mise en résonance de la masse liquide ainsi refoulée lorsque la fréquence desdites oscillations atteint une valeur prédéterminée Fg 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. Si la fréquence des oscillations imposées entre les deux armatures diffère de la valeur optimum Fg, ces oscillations sont moins bien amorties que celles à la fréquence Fg. Or, pour certaines applications, il convient d'obtenir un bon amortissement pour deux valeurs distinctes Fo et F1 de basse fréquence, valeurs par exemple égales respectivement à 5 et à 15 Hz. L'invention a pour but, surtout, de résoudre ce problème de l'étalement de la courbe de phase à basse fréquence, et ce d'une manière particulièrement simple, robuste et économique. A cet effet, les dispositifs antivibratoires du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que leur cloison rigide intermédiaire se présente sous la forme d'une cuvette ouverte vers la chambre de travail, cuvette dont le fond est évidé par un second passage étranglé et dont le bord, plan, est refermé par une membrane étanche, ce qui forme dans le creux de la cuvette une troisième chambre remplie de liquide comme les deux autres et communiquant avec la chambre de compensation à travers le second passage étranglé. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la membrane comprend, hors de la cuvette, une portion, dite "de découplage haute fréquence", dont les deux faces sont respectivement mises en contact avec les masses de liquide comprises dans les deux premières chambres et qui est montée de façon à pouvoir vibrer avec une amplitude de débattement limitée, - la cuvette est disposée dans la portion centrale de la cloison intermédiaire, son bord est circulaire et la portion de découplage de la membrane est disposée à la périphérie de celle-ci, - la cuvette présente une forme annulaire et la portion de découplage de la membrane est disposée au centre de celle-ci, - la communication entre la portion de découplage de la membrane et chacune des deux premières chambres est établie à travers des jours évidés dans la cloison intermédiaire, - la membrane est serrée de façon étanche entre deux portées annulaires axialement en regard l'une de l'autre comprises par la cloison intermédiaire et définissant le bord de la cuvette. 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 quelques modes de réalisation préférés de 1 invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent respectivement en coupe axiale selon I-I figure 2, et en coupe transversale selon Il-Il figure 1, un dispositif antivibratoire hydraulique établi selon l'invention. D'une façon connue en soi, ce dispositif comprend - une armature rigide 1 en forme de capot circulaire d'axe vertical X équipée d'un goujon de fixation 2 en attente orienté vers le haut, - un plot rigide 3 coaxial à l'armature 1 et évidé de deux trous filetés 4 destinés à recevoir des vis de fixation, - une paroi annulaire en élastomère 5 d'axe X d'allure générale tronconique, résistant à la compression axiale, interposée entre l'armature 1 et le plot 3, - un soufflet circulaire flexible et étanche 6 dont le bord est solidarisé avec le bord de l'armature 1 et qui délimite une enceinte avec ce bord, la paroi annulaire 5 et le plot 3, - une cloison rigide intermédiaire 7 dont la périphérie est également liée au bord du capot I et qui divise l'intérieur de l'enceinte ci-dessus en deux chambres, l'une de travail A du côté de la paroi 5 et l'autre de compensation B du côté du soufflet 6, - un passage étranglé 8 faisant communiquer en permanence entre elles les deux chambres A et B, - et une masse de liquide L remplissant les deux chambres A et B ainsi que le passage étranglé 8. Les organes de fixation 2 et 4 sont destinés à solidariser respectivement le capot 1 et le plot 3 avec des éléments ou ensembles rigides entre lesquels on désire disposer un support ou guide amortisseur : il s'agit notamment du châssis d'un véhicule et du moteur à combustion interne ou d'un train de suspension de ce véhicule. Comme visible sur les dessins, - l'assemblage étanche mutuel de la grande base 51 de la paroi annulaire 5 en élastomère, du bord de la cloison intermédiaire 7 et du bord du soufflet 6 sur un bord 11 rabattu horizontalement vers l'extérieur du capot 1, est assuré par sertissage du bord supérieur 91 d'une virole métallique 9 dont le bord inférieur incurvé 92 est noyé dans ladite grande base 51 ladite virole 9 étant elle-même revêtue sur toute son étendue d'une couche d'élastomère 10 venue de moulage avec la paroi 5, - le canal étranglé 8 est évidé dans un bourrelet epaissi 71 constituant la périphérie de la cloison intermédiaire 7 et comprend un tronçon 81 en arc de cercle, s'étendant notamment sur 1800 (voir figure 2) ainsi que deux raccords terminaux 82 et 83. En outre, et conformément à l'invention, la portion centrale de la cloison intermédiaire rigide 7 présente la forme d'une cuvette ouverte vers la chambre A. Le fond de cette cuvette est évidé par un second passage étranglé il et son ouverture est obturée de façon étanche par une membrane étanche plane 12, ce qui définit dans le creux de la cuvette une troisième poche C remplie de liquide L comme les deux poches A et B. Le volume intérieur de cette troisième poche C communique en permanence avec la chambre de compensation B à travers le second passage étranglé 11 et la membrane 12 est directement interposée entre les deux poches A et C. Le montage étanche de la membrane 12 sur le bord de la cuvette est avantageusement obtenu par un pincement axial d'une bande annulaire de cette membrane entre deux portées annulaires 13,14 faisant partie de la cloison rigide intermédiaire 7 et disposées mutuellement en regard l'une de l'autre selon la direction de l'axe X. Pour que le montage de la membrane 12 soit possible, on constitue la cloison rigide 7 en deux portions juxtaposées selon un plan de joint (non représenté) perpendiculaire à l'axe X et disposé axialement au niveau de ladite membrane, les deux portées annulaires 13 et 14 appartenant respectivement à ces deux portions. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant. Lorsqu'unie sollicitation est exercée sur le plot 3, par rapport à l'armature 1, dans le sens correspondant à une compression axiale de la paroi 5 (flèche F ascendante sur la figure 1), on observe non seulement un refoulement de liquide L vers la chambre B à travers le passage étranglé 8, mais également une déformation élastique de la membrane 12 vers le fond de la cuvette qu'elle referme, c'est-à-dire ici vers le haut, ce qui se traduit également par un refoulement d'une portion du liquide contenu dans la chambre C vers la chambre de compensation B à travers le second passage étranglé 11. Lorsque la sollicitation relative exercée sur le plot 3 est ensuite orientée dans le sens inverse du précédent, on observe des refoulements de liquide en sens inverse de ceux précédemment mentionnés, depuis la chambre de compensation B, dans respectivement les deux chambres A et C, à travers respectivement les deux passages étranglés 8 et 11. La colonne de liquide L qui se trouve dans le passage 11 peut donc être soumise, tout comme la colonne de liquide contenue dans le passage étranglé 8, à un phénomène de résonance pour une valeur donnée de la fréquence des oscillations produites entre les éléments 1 et 3. On donne aux cotes du passage 11 des valeurs telles que l'on observe la résonance de la colonne contenue dans ce passage pour la seconde fréquence F1 qui a été définie ci-dessus. Dès lors le comportement antivibratoire du dispositif est non seulement excellent pour les deux fréquences Fg et F1 des oscillations considérées, mais il est également très bon pour toutes les oscillations dont la fréquence est comprise entre ces deux valeurs Fg et F1, la courbe de phase qui représente la valeur de l'amortissement en fonction de la fréquence présentant deux pics pour les deux valeurs Fg et F1 et seulement une réduction limitée entre ces deux pics. Selon une autre disposition particulièrement avantageuse de l'invention, on exploite la présence de la membrane 12 pour réaliser un "découplage" du dispositif vis-à-vis des vibrations de relativement haute fréquence et faible amplitude. A cet effet, on dispose la périphérie 15, de la membrane 12, disposée à l'extérieur des portées 13 et 14 dans une sorte de cage annulaire 16 évidée dans la cloison rigide 7. Cette cage 16 est dimensionnée de façon telle que ladite périphérie 15 de la membrane 10 puisse subir des débattements d'amplitude limitée selon la direction de l'axe X et que les deux faces de ladite périphérie soient mises en communication respectivement avec les deux chambres A et B à travers des jours 17 et 18 de grande section évidés dans la cloison 7. Avec un tel montage, les vibrations de la portion périphérique 15 de la membrane permettent de filtrer certaines vibrations, de fréquence relativement élevée et d'amplitude relativement faible, qui sont appliquées au plot 3 par rapport au capot 1 ou inversement. 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 qui concerne l'étalement de la courbe de phase en basse fréquence, les dispositifs en question assurant un excellent amortissement non seulement pour une valeur donnée Fg du domaine des basses fréquences, compris entre 1 et 30 Hz, mais également pour une seconde valeur F1 de ce domaine ainsi que pour l'ensemble des valeurs comprises entre ces deux valeurs Fg et F1. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire hydraulique comportant une armature rigide annulaire (1) d'axe X, un plot rigide (3) coaxial à cette armature, une paroi annulaire en élastomère (5) d'axe X résistant à la compression axiale, interposée entre l'armature et le plot, un soufflet flexible et étanche (6) porté par l'armature et délimitant une enceinte avec celle-ci, le plot et la paroi annulaire, une cloison rigide intermédiaire (7) portée par l'armature et divisant l'intérieur de l'enceinte en deux chambres, l'une de travail (A) du côté de la paroi et l'autre de compensation (B) du côté du soufflet, un passage étranglé (8) faisant communiquer en permanence les deux chambres entre elles, et une masse de liquide (L) remplissant les deux chambres et le passage étranglé, caractérise en ce que sa cloison rigide intermédiaire (7) se présente sous la forme d'une cuvette ouverte vers la chambre de travail (A), cuvette dont le fond est évidé par un second passage étranglé (11) et dont le bord, plan, est refermé par une membrane étanche (12), ce qui forme dans le creux de la cuvette une troisième chambre (C) remplie de liquide comme les deux autres et communiquant avec la chambre de compensation (B) à travers le second passage étranglé (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane (12) comprend, hors de la cuvette, une portion (15), dite "de découplage haute fréquence", dont les deux faces sont respectivement mises en contact avec les masses de liquide comprises dans les deux premières chambres (A et B) et qui est montée de façon à pouvoir vibrer avec une amplitude de débattement limitée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuvette est disposée dans la portion centrale de la cloison intermédiaire (7), en ce que son bord est circulaire et en ce que la portion de découplage (15) de la membrane (12) est disposée à la périphérie de celle-ci. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuvette présente une forme annulaire et en ce que la portion de découplage de la membrane est disposée au centre de celle-ci. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la communication entre la portion de découplage (15) de la membrane (12) et chacune des deux premières chambres (A et B) est établie à travers des jours (17,18) évidés dans la cloison intermédiaire (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la membrane (12) est serrée de façon étanche entre deux portées annulaires (13,14) axialement en regard l'une de l'autre comprises par la cloison intermédiaire (7) et définissant le bord de la cuvette.