Brevet FR2701299A1 — publié le 19940812

DISPOSITIF DE SUSPENSION COMPORTANT AU MOINS UN SYSTÈME ÉLASTIQUE ET AU MOINS UN SYSTÈME AMORTISSEUR MONTÉS EN SÉRIE La présente invention concerne un dispositif de suspension comportant au moins un système élastique et au moins un système amortisseur montés en série, ces systèmes possédant à cet effet au moins une armature rigide intermédiaire commune, et ltensemble étant monté entre deux autres armatures rigide extrêmes. Ledit système amortisseur peut lui-même comporter une partie élastique. Cette définition suppose également que le dispositif peut comporter un nombre quelconque de tels systèmes, qui peuvent être alternativement élastiques et amortisseurs, et dont certains peuvent être à la fois élastiques et amortisseurs. L'invention concerne surtout, mais non exclusivement, les dispositifs du type susdéfini utilisés pour supporter des masses vibrantes, par exemple dans les pièces de liaison filtrantes des trains de véhicules automobiles. Les systèmes élastiques pourront être quelconques, et notamment comporter des masses d'élastomère adhérisées entre deux armatures et pouvant donc subir aussi bien des efforts de compression que des efforts de traction. Les systèmes amortisseurs et éventuellement à la fois élastiques et amortisseurs seront également classiques, et notamment de type hydraulique, une masse de liquide pouvant se déplacer par exemple entre deux cavités dont les parois sont formées par des masses de matière élastique adhérisée entre les armatures correspondantes. De tels systèmes amortisseurs sont décrits par exemple dans les demandes de brevet français n" 86 07974 et 87 11057 au nom de la demanderesse et considérées ici à titre de références. L'endurance des systèmes amortisseurs de ce type pose fréquemment un problème, surtout lorsque l'on souhaite par ailleurs que le dispositif fonctionne sur une grande plage de débattements. En effet, les parois des cavités précitées doivent alors s'étendre de façon importante dans la direction des efforts, et elles sont d'autant plus fragilisées. Le but de la présente invention est de résoudre ce problème, et donc de concilier effet amortisseur et grande plage de débattements tout en conservant un système amortisseur relativement compact et moins encombrant, comparativement à un dispositif classique à plages de débattements amortis identiques. A cet effet, un dispositif de suspension du type général défini au début est, conformément à l'invention, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système élastique soumis par construction à une précontrainte, avec précompression, en position de repos, d'une butée entre l'armature intermédiaire précitée et l'armature immédiatement voisine. A faible débattement, le système élastique précontraint reste rigide et permet au(x) système(s) amortisseur(s) de maintenir un amortissement efficace. En revanche, les forts débattements sont absorbés par le système élastique, ce qui préserve l'endurance du(des) système( s) amortisseur(s). De façon connue en soi, un tel dispositif sera avantageusement du type dans lequel lesdites armatures sont globalement cylindriques et sont disposées intérieurement l'une par rapport à la suivante. Dans ce cas, le dispositif pourra encore se caractériser en ce que ladite précontrainte est obtenue par une opération de rétreint d'une armature, afin de comprimer ladite butée entre elle-même et l'armature immédiatement intérieure. Cette précontrainte peut être aussi obtenue, éventuellement de façon complémentaire, par une opération de dudgeonnage d'une armature, afin de comprimer ladite butée entre elle-même et l'armature immédiatement extérieure. Un dispositif de suspension conforme à l'invention est représenté en coupe transversale, avant et après rétreint de l'armature extérieure, respectivement sur les figures 1 et 2 du dessin ci-annexé ; le fonctionnement de ce dispositif est explicité par les diagrammes de la figure 3. Sur les figures 1 et 2, on a référencé en 1, 2 et 3, respectivement, des tronçons tubulaires rigides, en l'occurrence métalliques, constituant les armatures extérieure, intermédiaire et intérieure du dispositif de suspension, conçu par exemple pour constituer un support de moteur de véhicule automobile. Le système élastique de ce dispositif est constitué par deux masses d'élastomère 4 adhêrisées entre les armatures 1 et 2 et par une butée 5 adhérisée sur l'armature 1, le tout étant moulé d'un seul tenant, de même qu'une mince pellicule de revêtement 6 adhérisée sur la face interne de l'armature extérieure, et 7 adhérisée sur la face externe de l'armature intermédiaire. Les masss 4 et 5 sont séparées par des alvéoles 8 et 10. Quant au système amortisseur, il comporte deux masses d'élastomère 11 adhérisées, à l'opposé lune de l'autre, entre le tronçon tubulaire central 3 et l'armature intermédiaire 2. Ces masses forment ainsi deux cavités 12 emplies d'un fluide amortisseur, par exemple à base de glycol, et communiquant 1' une avec l'autre par un canal non visible sur les figures, ceci d'une façon connue. De la sorte, le passage de ce fluide d'une cavité 12 à l'autre amortit les déplacements relatifs, notamment les vibrations, entre les armatures 2 et 3. Enfin, le système amortisseur comporte également deux butées arquées 13, par exemple en polyamide, pour limiter les déplacements verticaux de l'armature 3 à l'intérieur de l'armature 2. Comme on le voit sur la figure 1, la butée 5 est légèrement espacée du revêtement 7 de l'armature intermédiaire 2. Pour obtenir la précontrainte souhaitée du système élastique, on peut rétreindre l'armature 1 et/ou dudgeonner l'armature 2, avant montage du système amortisseur. Après montage de ce système, on obtient la configuration de la figure 2, dans laquelle la butée 5 est précontrainte sous un effort Fo bien déterminé. Les diagrammes représentant les fonctions F = f(d) sont dessinés (de façon simplifiée) sur le graphique de la figure 3, les abscisses d représentant les déplacements relatifs entre armatures, et les ordonnées F représentant les efforts s'exerçant sur elles. En tirets, on a représenté tout d'abord le diagramme Cext représentatif du fonctionnement du système élastique précontraint, supposé seul. On voit que les déplacements relatifs des armatures 1 et 2 restent nuls tant que les efforts s'exerçant entre elles, dans le sens tendant à les écarter l'une de l'autre, sont inférieurs à la valeur de la précontrainte Fo s'exerçant sur la butée 5. Ensuite, les déplacements sont sensiblement proportionnels aux efforts (segments S'3) jusqu'à mise en butée de l'armature intermédiaire 2 sur l'armature extérieure 1, ce qui correspond à un effort F1 et à un déplacement relatif limite dl. En traits mixtes, on a représenté le diagramme Cint représentatif du fonctionnement du système amortisseur et élastique contenu dans l'armature intermédiaire 2, supposé également seul. On voit que les déplacements relatifs des armatures intermédiaire 2 et intérieure 3 sont ceux d'un système élastique (amorti) jusqu'à une valeur d'efforts F2 s'exerçant entre elles, correspondant à un déplacement relatif d2 ; ce déplacement limite correspond à la mise en butée de l'armature centrale 3 sur la butée 13 correspondante de l'armature intermédiaire 2. Le diagramme R, représentatif du fonctionnement de l'ensemble du dispositif, représenté en trait plein, est bien entendu la résultante des diagrammes Cext et Qnt En supposant que des charges verticales s'exercent sur l'armature intérieure 3 dans le sens de la flèche A, l'armature extérieure 1 étant supposée fixe, ce dispositif fonctionne donc de la façon suivante : les efforts partant de O et augmentant, la déformation du dispositif ne s'exerce tout d'abord qu'au niveau des masses il du système amortisseur, puisque le système élastique est sous précontrainte. L'allure du diagramme R est alors celle du segment S1 jusqu'à ce que les efforts atteignent la valeur Fo. Ensuite, la charge F dépasse la précontrainte, et le diagramme R est encore représentatif d'une déformation élastique suivant le segment S2 ; jusqu'à la valeur d'effort F2, ce segment a la pente la plus importante, puisque les déplacements des deux systèmes s'ajoutent. I1 est à noter que jusqu'à la valeur du déplacement relatif correspondant d3 il y a amortissement du dispositif, puisque la mise en butée du système amortisseur n'intervient qu'ensuite, pour F > F2. Ensuite, pour F2 La pente du segment S3 est donc la même que celle du segment S'3. Au-delà des efforts F1, les deux systèmes sont en butée, et le dispositif atteint sa déformation maximale d4, correspondant au palier S4 du diagramme R. En conclusion, on constate que l'on obtient essentiellement trois plages de fonctionnement : une zone à faibles déplacements S1 dans laquelle le dispositif se comporte comme un système amortisseur classique ; une zone intermédiaire S2 de plus faible raideur, dans laquelle l'effet hydraulique est affaibli mais subsiste de façon significative (cette plus faible raideur ou "dérigidi fication", due à l'addition des déplacements relatifs des deux systèmes, pourrait être compensée, en cas de besoin, par un système de butées progressives, par exemple à l'intérieur de l'armature 2) ; et enfin une zone S3 sans amortissement, dans laquelle seules travaillent les masses d'élastomère 4. Il est important de noter que cette zone sans amortissement, donc sans fatigue du système amortisseur, correspond aux plus forts débattements, c'est-à-dire à la zone dans laquelle le problème de l'endurance est critique. I1 est clair, en outre, que grâce aux dispositions essentielles de l'invention, l'effet amortisseur du dispositif se fait sentir par des déplacements allant de O à d3, c' est-à-dire pour des déplacements notablement plus importants que ceux, d'amplitude d2, correspondant à la plage de fonctionnement du système amortisseur, mais ceci sans fatigue supplémentaire de ce système. I1 est à noter, comme on l'aura déjà compris à la lumière de ce qui précède, que l'exemple qui vient d'être décrit n'est nullement limitatif, et que l'on pourrait, en particulier, intervertir les systèmes purement élastique et amortisseur, de même que l'on pourrait aussi utiliser deux (ou plusieurs) systèmes amortisseurs dont les rôles seraient distincts. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension comportant au moins un système élastique et au moins un système amortisseur montés en série, ces systèmes possédant à cet effet au moins une armature rigide intermédiaire commune, et l'ensemble étant monté entre deux autres armatures rigides extrêmes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système élastique (4) soumis par construction à une précontrainte, avec précompression, en position de repos, d'une butée (5) entre l'armature intermédiaire précitée (2) et l'armature immédiatement voisine (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites armatures (1 à 3) sont globalement cylindriques et sont disposées intérieurement l'une par rapport à la suivante. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite précontrainte est obtenue par une opération de rétreint d'une armature (1), afin de comprimer ladite butée (5) entre elle-même et l'armature immédiatement intérieure (2). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite précontrainte est obtenue par une opération de dudgeonnage d'une armature (2), afin de comprimer ladite butée (5) entre elle-même et l'armature immédiatement extérieure (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système élastique (4) à armature cylindrique extérieure (1), et un système amortisseur (12) disposé entre une armature centrale (3) et une armature intermédiaire cylindrique (2), une butée élastique (5) étant précomprimée entre l'armature intermédiaire et l'armature extérieure. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit système élastique comporte des masses (4) de matière élastique s'étendant globalement de façon radiale en étant adhérisées entre l'armature extérieure (1) et l'arma ture intermédiaire (2), ainsi qu'une butée élastique (5) précomprimée entre ces deux armatures, un système d'amortissement hydrauylique (12) étant disposé entre ladite armature intermédiaire (2) et l'armature centrale (3). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite armature extérieure (1) est constituée d'une section de tube rétreinte. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite armature intermédiaire (2) est constituée d'une section de tube dudgeonnée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système amortisseur (12) comporte une butée (13) propre à limiter son extension.