Brevet FR2688281A1 — publié le 19930910

i La présente invention concerne un dispositif d'amortissement hydraulique, notamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour 1 'amortissement des vibrations longitudi- nales d'un groupe motopropulseur qui sont dues notamment aux imperfections d'équilibrage du moteur. Le document FR-A-2 650 043 décrit et représente un dispositif d'amortissement du type comportant une armature externe cylindrique et une armature interne maintenue coaxiale dans l'armature externe par un bloc de liaison élastique annulaire fixé par ses surfaces cylindriques intérieure et extérieure respectivement à l'armature interne et à l'armature externe. Ce dispositif comporte une chambre principale de travail qui est reliée, par l'intermédiaire de conduits agencés dans l'armature interne qui est réalisée sous la forme d'un élément tubulaire, à une chambre d'expansion. Cet agencement du type à colonne, qui comporte également deux dispositifs de butée axiale pour limiter les déplacements de l'armature interne par rapport à l'armature externe tout en autorisant un débattement angulaire relatif entre ces deux éléments, permet d'assurer de manière efficace le filtrage des vibrations à basse fréquence. L'invention a pour but de proposer un dispositif du type mentionné précédemment qui permet d'assurer un filtrage des vibrations dans une gamme plus importante de fréquences et pour différents modes de sollicitation du dispositif. Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'amortissement du type mentionné précédemment, carac- térisé en ce que le bloc de liaison partage l'espace interne délimité par l'armature externe en deux chambres hydrauliques principales dont chacune est délimitée à son extrémité axiale opposée au bloc de liaison par une cloison comportant au moins un orifice qui met en communication une chambre hydraulique principale avec une chambre hydraulique auxiliaire associée qui est délimitée par une membrane souple étanche reliée à l'armature externe, en ce que les deux chambres hydrauliques principales sont reliées entre elles par un conduit de liaison, et en ce que 1 ' armature interne comporte deux organes d'obturation dont chacun est agencé dans l'une des chambres hydrauliques principales en regard de la cloison correspondante et est susceptible de venir obturer l'orifice de communication de cette cloison pour isoler la chambre hydraulique principale de sa chambre auxiliaire associée lorsque l'armature interne se déplace axialement par rapport à l'armature externe dans le sens correspondant. Selon d'autres caractéristiques de l'invention chaque cloison est percée en son centre et chaque organe d'obturation comporte une garniture annulaire d'étanchéité qui coopère avec une portion de surface annulaire en vis-à- vis de la face interne de la cloison qui entoure l'orifice central de communication; chaque cloison est une coupelle sensiblement sphérique dont la concavité est tournée vers le bloc de liaison et dont le centre est situé sur l'axe général du dispositif d'amortissement et sensiblement au centre du bloc de liaison; chaque organe d'obturation présente un profil en forme de calotte sphérique convexe équipée d'une garni- ture annulaire d'étanchéité; l'une des extrémités axiales de l'armature interne s'étend axialement à travers l'orifice central d'une des deux cloisons et traverse de manière étanche la membrane souple de la chambre auxiliaire associée; la cloison traversée par l'armature interne est réalisée venue de matière avec l'armature externe, et la membrane souple associée est réalisée sous la forme d'un soufflet d'étanchéité dont une extrémité est fixée à 1 ' armature externe et dont 1 'autre extrémité est fixée à l'armature interne; l'autre cloison est réalisée sous la forme d'un élément rapporté dont un bord périphérique extérieur prend appui contre un bord radial extérieur de 1 'armature externe, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre par un anneau de sertissage; la membrane souple associée à l'autre cloison comporte une virole extérieure de renfort dont un bord radial extérieur prend appui contre le bord périphérique extérieur de la cloison, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre par l'anneau de sertissage; le dispositif comporte un capuchon d'extrémité qui entoure la membrane souple associée à l'autre cloison et qui comporte un bord radial extérieur qui prend appui contre le bord périphérique extérieur de l'autre cloison, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre par l'anneau de sertissage; l'anneau de sertissage est réalisé venu de matière avec l'armature externe; les garnitures d'étanchéité et le bloc de liaison élastique annulaire sont surmoulés, directement ou indirectement, sur l'armature interne. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'amortissement selon l'invention qui est illustré en position neutre; la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle l'armature interne occupe l'une de ses deux positions axiales extrêmes par rapport à l'armature externe; et la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle 1 'armature interne occupe son autre position axiale extrême. On a illustré à la figure 1 un dispositif d'amor- tissement hydraulique 10 également appelé support hydroélastique ou butée anti-couple. La butée 10 est pour l'essentiel constituée par une armature interne pleine 14. L'armature externe 16 est une pièce métallique en tôle emboutie dont la portion médiane principale 20 de section circulaire sensiblement constante de plus grand diamètre reçoit un bloc de liaison élastique annulaire 18. Le bloc de liaison 18 est un bloc en matériau élastomère qui comporte une bague extérieure 21 métal- lique ou réalisée en matière thermoplastique qui est montée serrée dans la surface cylindrique intérieure 22 de la portion médiane 20 de l'armature externe 16. La bague 21 est surmoulée et adhérisée sur la surface cylindrique extérieure 24 du bloc annulaire 18. La bague 21 présente en section un profil en forme de U qui délimite, avec la surface cylindrique intérieure 22 un conduit annulaire 26 qui comporte un premier passage 28 A et un second passage 28 B qui mettent en communication les faces opposées 30 A et 30 B du bloc annulaire 18. Le bloc annulaire 18 partage l'espace interne délimité par la portion médiane 20 de l'armature cy- lindrique externe 16 en deux parties qui s'étendent de part et d'autre des faces radiales opposées 30 A et 30 B du bloc annulaire 18. Du point de vue fonctionnel, et comme cela sera expliqué par la suite, la butée 10 présente une symétrie de fonctionnement par rapport à un plan médian P perpen- diculaire à l'axe général X-X de la butée et qui passe par le centre O du bloc de liaison 18. La butée 10 comporte une première chambre hydrau- lique principale 32 A qui est délimitée par la surface intérieure 22 de l'armature externe 16, par la face radiale 30 A du bloc annulaire 18 et par une cloison 34 A en forme de coupelle sphérique. La cloison 34 A comporte en son centre un orifice central 36 A qui met en communication la chambre hy- draulique principale 32 A avec une chambre hydraulique auxiliaire 38 A, associée à la chambre principale 32 A et qui est délimitée par une membrane souple 40 A. La cloison 34 A est réalisée sous la forme d'une pièce rapportée et son bord périphérique extérieur 42 A prend appui axialement contre un bord radial extérieur 44 de la portion médiane 20 de l'armature externe 16. Les bords 42 A et 44 sont maintenus sertis l'un contre l'autre par l'intermédiaire d'un anneau de sertissage 46 qui est réalisé venu de matière avec l'armature externe 16. L'anneau de sertissage 46 comporte un bord radial interne de fermeture 48 qui s'étend en vis-à-vis du bord radial extérieur 44. Le bord radial extérieur 52 A de la membrane souple A, renforcée par une virole métallique 50 A, prend également appui axialement contre le bord périphérique 42 A de la cloison 34 A. Le serrage axial des bords 52 A et 42 A est assuré par l'anneau de sertissage 46 avec interposition du bord radial extérieur 54 A d'un capuchon d'extrémité 56 A qui protège d'une part la membrane souple 40 A, et qui comporte par exemple une liaison filetée centrale 58 A pour relier l'armature cylindrique externe 16 au bloc du groupe motopropulseur. Afin de permettre à la membrane souple 40 A de se déformer librement, le capuchon 56 A comporte au moins un orifice 60 A de mise à l'air libre. L'étanchéité de la chambre principale 32 A et de la chambre auxiliaire associée 38 A est assurée par le sertissage de la virole de renfort 50 A. La butée 10 comporte, de manière symétrique, une seconde cloison en forme de coupelle sphérique 34 B qui est réalisée venue de matière avec la portion médiane 20 de l'armature externe 16 qu'elle prolonge axialement. La coupelle 34 B est percée en son centre par un orifice 36 B qui met en communication une chambre hy- draulique principale 32 B avec une chambre hydraulique auxiliaire associée 38 B. La chambre hydraulique auxiliaire 38 B est délimitée par une membrane souple en forme de soufflet 40 B dont une première extrémité axiale 41 B est reliée de manière étanche à l'armature externe 16 par un anneau élastique de serrage 62 B et dont l'autre extrémité axiale 43 B est reliée de manière étanche à l'armature interne 14 par un anneau de serrage 64 B au voisinage de l'extrémité libre filetée 66 B de l'armature 14 qui fait saillie axialement hors de la butée 10 pour être fixée par exemple à la structure du véhicule. En effet, comme on peut le voir sur la figure, le corps cylindrique plein de l'armature interne 14 s'étend axialement à travers l'ouverture 36 B de la cloison en forme de coupelle 34 B puis à travers la chambre auxi- liaire 38 B. Le corps de l'armature interne 14 comporte deux organes d'obturation et de butée axiale 68 A et 68 B disposés respectivement dans les chambres hydrauliques principales 32 A et 32 B. L ' organe de butée et d' étanchéité 68 A présente une forme générale de calotte sphérique dont la surface externe convexe 70 A est tournée vers la face interne concave 35 A de la cloison 34 A. La surface externe 70 A est équipée d'une garniture annulaire d'étanchéité en matériau élastomère 72 A qui est susceptible de venir coopérer avec une portion annulaire en vis-à-vis de la face interne 35 A. D'une manière symétrique, l'organe de butée et d'étanchéité 68 B comporte une portion de face sphérique convexe 70 B qui s'étend en regard de la surface interne B de la cloison 34 B. La surface 70 B est également équipée d'une garni- ture annulaire d'étanchéité 72 B qui se prolonge axia- lement par un manchon en matériau élastomère 74 B qui entoure le corps cylindrique de l'armature interne 14 et qui s'étend à travers l'orifice de communication 36 B. En effet, comme cela a été illustré en trait mixte à la figure 1, l'armature interne 14 est susceptible de pivoter autour du point O par rapport à l'armature externe 16 et le manchon en matériau élastomère 74 B fait fonction d'amortisseur des chocs lorsque le corps de 1 ' armature interne 14 vient en butée contre le bord interne de l'orifice 36 B. On décrira maintenant le mode de fonctionnement de la butée 10 en se référant notamment aux figures 2 et 3. Selon qu'elle est sollicitée axialement dans l'un des deux sens F 2 ou F 3, par rapport à l'armature externe 16, l'armature interne 14 est susceptible de venir occuper l'une ou l'autre de ses deux positions axiales extrêmes illustrées respectivement aux figures 2 et 3. Comme cela est illustré à la figure 2, lorsque l'armature interne est sollicitée dans le sens F 2, l'organe de butée et d'étanchéité 68 A vient en butée contre la face interne 35 A de la cloison 34 A. Dans cette position, la garniture d'étanchéité 72 A isole hydrauliquement la chambre hydraulique principale 32 A de sa chambre hydraulique auxiliaire 38 A. Dans cette position, la chambre hydraulique principale 32 A devient une chambre de travail qui est en liaison par l'intermédiaire du conduit de liaison 26 avec la chambre hydraulique principale 32 B, tandis que la chambre hydraulique auxiliaire 38 A est complètement isolée et est alors une chambre neutre du point de vue du fonctionnement de la butée. La chambre hydraulique principale 32 A, dont la tenue à la pression dépend de la rigidité du bloc annulaire 18, permet au liquide de circuler en direction de la chambre hydraulique principale 32 B. Cette circulation se poursuit jusqu'à ce que la résonance de la colonne de liquide contenu dans le conduit de liaison 26 intervienne. Au-delà de cette résonance, et lorsque la fréquence des vibrations auxquelles est soumise la butée 10 augmente, il se produit un nouveau phénomène de résonance qui est lié à la section de passage SB de l'orifice de communication 36 B entre la chambre hydraulique principale 32 B et la chambre hydraulique auxiliaire 38 B qui se comporte comme une chambre de détente. D'une manière symétrique, et en considérant la figure 3, lorsque l'organe de butée et d'étanchéité 68 B vient en contact avec la cloison 34 B avec interposition de la garniture d'étanchéité 72 B, la chambre hydraulique principale 32 B est isolée de la chambre hydraulique auxiliaire 38 B et est en communication par le conduit de liaison 26 avec la chambre hydraulique principale 32 A qui communique elle-même avec la chambre hydraulique auxi- liaire 38 A qui devient une chambre de détente à laquelle elle est reliée par l'orifice de communication 36 A de section SA. Le fonctionnement est identique à celui qui a été décrit dans le cas de la figure 2, les deux phénomènes de résonance de la colonne 26 et de la colonne dûe à la section de passage SA se produisant successivement au fur et à mesure de l'augmentation de la fréquence des vibrations. On a ainsi réalisé une butée anti-couple dont le fonctionnement est parfaitement symétrique et comporte deux états principaux: un état neutre illustré à la figure 1 dans la- quelle elle présente une très faible raideur globale et qui correspond au fonctionnement du moteur au ralenti; et un second état, dit état d'amortissement, qui est illustré aux figures 2 et 3, qui est parfaitement adapté au filtrage des vibrations et notamment en cas de reprise du couple moteur après inversion de celui-ci ainsi qu'aux à- coups de couple, et ceci quel que soit le sens de sollicitation de la butée. La butée, dont l'assemblage est particulièrement simple, permet également de traiter le filtrage des vibrations pour les modes à haute fréquence tout en permettant des débattements angulaires importants entre les deux armatures. REVENDICATIONS 1 Dispositif ( 10) d'amortissement hydraulique, notamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, du type comportant une armature externe cylindrique ( 16, 20) et une armature interne ( 14) maintenue coaxiale dans l'armature externe par un bloc de liaison élastique annulaire ( 18) fixé par ses surfaces cylindriques intérieure et extérieure respectivement à l'armature interne ( 14) et à l'armature externe ( 22), caractérisé en ce que le bloc de liaison ( 18) partage l'espace interne délimité par l'armature externe ( 16) en deux chambres hydrauliques principales ( 32 A, 32 B) dont chacune est délimitée à son extrémité axiale opposée au bloc de liaison ( 18) par une cloison ( 34 A, 34 B) compor- tant au moins un orifice ( 36 a, 36 B) qui met en communica- tion une chambre hydraulique principale ( 32 A, 32 B) avec une chambre hydraulique auxiliaire associée ( 38 A, 38 B) qui est délimitée par une membrane souple étanche ( 40 A, B) reliée à l'armature externe ( 16), en ce que les deux chambres hydrauliques principales ( 32 A, 32 B) sont reliées entre elles par un conduit de liaison ( 26), et en ce que l'armature interne ( 14) porte deux organes d'obturation ( 68 A, 68 B) dont chacun est agencé dans l'une ( 32 A, 32 B) des chambres hydrauliques principales en regard de la cloison ( 34 A, 34 B) et est susceptible de venir obturer l'orifice ( 36 A, 36 B) de communication de cette cloison ( 34 A, 34 B) pour isoler la chambre hydraulique principale correspondante ( 32 A, 32 B) de sa chambre auxiliaire associée ( 38 A, 38 B) lorsque l'armature interne ( 14) se déplace axialement par rapport à l'armature externe dans le sens correspondant (F 2, F 3). 2 Dispositif d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque cloison ( 34 A, 34 B) est percée en son centre et en ce que chaque organe d'obturation ( 68 A, 68 B) comporte une garniture annulaire il d'étanchéité ( 72 A, 72 B) qui coopère avec une portion de surface annulaire en vis-à-vis de la face interne ( 35 A, B) de la cloison ( 34 A, 34 B) qui entoure l'orifice central de communication ( 36 A, 36 B). 3 Dispositif d'amortissement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que chaque cloison ( 34 A, 34 B) est une coupelle sensiblement sphérique dont la concavité est tournée vers le bloc de liaison ( 18) et dont le centre est situé sur l'axe général (X-X) du dispositif d'amortissement et sensiblement au centre ( 0) du bloc de liaison ( 18). 4 Dispositif d'amortissement selon la revendica- tion 3 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que chaque organe d'obturation présente un profil en forme de calotte sphérique convexe ( 70 A, B) équipée d'une garniture annulaire d'étanchéité ( 72 A, 72 B). Dispositif d'amortissement selon l'une quel- conque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'une ( 66 B) des extrémités axiales de l'armature interne ( 14) s'étend axialement à travers l'orifice central ( 36 B) d'une ( 34 B) des deux cloisons et traverse de manière étanche la membrane souple ( 40 B) de la chambre auxiliaire associée ( 38 B). 6 Dispositif d'amortissement selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la cloison ( 34 B) traversée par l'armature interne ( 14) est réalisée venue de matière avec l'armature externe ( 16), et en ce que la membrane souple associée ( 40 B) est réalisée sous la forme d'un soufflet d'étanchéité dont une extrémité ( 41 B) est fixée à l'armature externe ( 16) et dont l'autre extrémité ( 43 B) est fixée à l'armature interne ( 14, 66 B). 7 Dispositif d'amortissement selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'autre cloison ( 34 A) est réalisée sous la forme d'un élément rapporté dont un bord périphérique extérieur ( 42 A) prend appui contre un bord radial extérieur ( 44) de l'armature externe ( 16), ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre par un anneau de sertissa- ge. 8 Dispositif d'amortissement selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que la membrane souple ( 40 A) associée à ladite autre cloison ( 34 A) comporte un bord radial extérieur ( 52 A) renforcé par une virole ( 50 A) qui prend appui contre le bord périphérique extérieur ( 42 A) de la cloison, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre l'autre par l'anneau de sertissage ( 46). 9 Dispositif d'amortissement selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte un capuchon d'extrémité ( 56 A) qui entoure la membrane souple ( 40 A) associée à l'autre cloison ( 34 A) et qui comporte un bord radial extérieur ( 54 A) qui prend appui contre le bord périphérique extérieur de V'autre cloison, ces deux bords étant maintenus serrés axialement l'un contre par l'anneau de sertissage ( 46). Dispositif d'amortissement selon l'une quel- conque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'anneau de sertissage ( 46) est réalisé venu de matière avec l'armature externe ( 16, 22). 11 Dispositif d'amortissement selon l'une quel- conque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les garnitures d'étanchéité ( 72 A, 72 B) et le bloc de liaison élastique annulaire ( 18) sont surmoulés sur l'armature interne.