Brevet FR2739669A1 — publié le 19970411

SUPPORT ANTIVIBRATOIRE HYDRAULIQUE La présente invention est relative aux support s antivibratoires destinés à être interposés entre deux éléments rigides pour supporter un effort statique prédéterminé tendant à rapprocher l'un de l'autre ces deux éléments, et pour amortir des vibrations entre ces deux éléments, essentiellement selon un axe principal de vibration. Les deux éléments rigides en question peuvent être par exemple un châssis et un moteur de véhicule. Parmi ces supports antivibratoires, l'invention concerne plus particulièrement ceux qui comportent - des première et deuxième armatures rigides, solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides à réunir, la deuxième armature s'étendant sensiblement parallèlement à un plan perpendiculaire à l'axe principal de vibration, - un corps en élastomère reliant entre elles les deux armatures, ce corps en élastomère présentant une base relativement large qui est solidaire de la deuxième armature, et ce corps s'étendant en convergeant à partir de cette base jusqu'à un sommet solidaire de la première armature, la première armature étant séparée de la base du corps en élastomère par une hauteur h mesurée parallèlement à l'axe principal de vibration en l'absence de l'effort statique susmentionné, - une chambre de travail délimitée par le corps en élastomère et par une paroi au moins partiellement rigide qui est solidaire de la deuxième armature, cette chambre de travail présentant un volume intérieur V et présentant une section S au voisinage de la base du corps en élasomère, - une chambre de compensation délimitée au moins partiellement par une paroi souple et communiquant en permanence avec la chambre de travail par l'intermédiaire d'un canal étranglé, la chambre de travail ainsi que la chambre de compensation et le canal étant remplis d'un liquide. A titre d'exemples non limitatifs, de tels supports antivibratoires hydrauliques sont divulgués dans le document EP-A-O 646 735 ou encore dans le document EP-A-O 346 227. Dans certaines applications, notamment lorsqu'on veut autoriser un relativement grand débattement entre les deux éléments rigides reliés par le support antivibratoire, il est souhaitable que la hauteur h susmentionnée soit assez élevée. Mais dans les supports antivibratoires connus, si l'on augmente la hauteur h au delà d'une certaine valeur limite qui dépend du support antivibratoire considéré, le support antivibratoire présente de médiocres qualités d'amortissement. Les inventeurs de la présente invention ont découvert que ces résultats médiocres sont dus au fait que la chambre de travail présente alors un élancement relativement grand, c'est-à-dire qu'elle présente une relativement grande hauteur par rapport à la section S susmentionnée (section au niveau de la base du corps en élastomère). La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, un support antivibratoire hydraulique du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que le rapport h/S est supérieur à 0,15 cm-', en ce que le corps en élastomère comporte un évidement qui est interposé entre la première armature et la chambre de travail et qui traverse le corps en élastomère parallèlement à un premier axe transversal perpendiculaire à l'axe principal de vibration, cet évidement recouvrant sensiblement toute la chambre de travail selon un deuxième axe transversal perpendiculaire à l'axe principal de vibration et au premier axe transversal, ledit évidement délimitant ainsi dans le corps en élastomère deux bras de support latéraux relativement épais qui convergent depuis la base vers le sommet du corps en élastomère, et cet évidement délimitant également dans le corps en élastomère une paroi de couverture aisément déformable qui recouvre la chambre de travail, le support présentant en outre un bossage qui est solidaire d'un des deux organes constitués par la paroi de couverture et la première armature, ce bossage s'étendant à l'intérieur de l'évidement susmentionné parallèlement à l'axe principal de vibration jusqu'à une face de butée qui est disposée au voisinage d'une face de réception solidaire de l'autre desdits deux organes, les deux bras de support du corps en élastomère étant dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est soumis à l'effort statique prédéterminé susmentionné, la face de butée du bossage soit en contact avec la face de réception qui lui correspond, et en ce que le rapport V/S2 est inférieur à 0,1 cm1. Ainsi, grâce à l'évidement qui est ménagé dans le corps en élastomère, ce corps en élastomère peut avoir une relativement grande hauteur sans que la chambre de travail ait elle-même un élancement élevé. Cet élancement de la chambre de travail est ici représenté par le rapport V/SZ qui est indicatif du rapport entre une "hauteur moyenne" de la chambre de travail et sa section S prise au niveau de la base du corps en élastomère. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le bossage qui s'étend à l'intérieur de l'évidement du corps en élastomère, fait lui-même partie du corps en élastomère; - le bossage est solidaire de la paroi de couverture; - le bossage présente une fréquence de résonance propre comprise entre 20 et 250 Hz, ce qui permet de filtrer des vibrations de relativement haute fréquence et de faible amplitude, telles que celles dues au fonctionnement d'un moteur à combustion interne; - la fréquence de résonance propre du bossage est comprise entre 150 et 200 Hz; - le bossage comporte un insert en matériau rigide;; - les deux bras de support du corps en élastomère sont dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est soumis à l'effort statique prédéterminé susmentionné, la face de butée du bossage appuie contre la face de réception qui lui correspond, avec une force d'appui suffisante pour que lesdites face de butée et de réception restent toujours en contact mutuel durant le fonctionnement du support. - la deuxième armature est constituée par une plaque qui s'étend selon un plan général perpendiculaire à l'axe principal de vibration et qui présente une face dite de support, le corps en élastomère incluant en outre la paroi souple qui délimite la chambre de compensation, et le corps en élastomère étant fixé de façon étanche sur la face de support de la deuxième armature en délimitant avec celle-ci la chambre de travail, la chambre de compensation et le canal étranglé; - le rapport h/S est supérieur à 0,2 cm~'; - le rapport V/S2 est inférieur à 0,07 cm~'. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de deux de ses modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints. Sur les dessins - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un support anti-vibratoire hydraulique selon une forme de réalisation de l'invention, la coupe étant prise selon la ligne I-I de la figure 2, et le support antivibratoire étant alors à vide, - la figure 2 est une vue en coupe du support antivibratoire de la figure 1, la coupe étant prise selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessous du support antivibratoire des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, le support antivibratoire étant en charge, - et la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 2, pour une variante du support antivibratoire des figures 1 à 4. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur les figures 1 à 4, le support antivibratoire hydraulique comporte des première et deuxième armatures métalliques rigides 1 et 2 qui sont reliées entre elles par un corps en élastomère 3 et qui sont destinées à être interposées entre deux éléments rigides (non représentés) aux fins d'amortissement et de liaison. La première armature 1 est destinée à être solidarisée avec une charge à supporter, par exemple un groupe motopropulseur de véhicule. Dans l'exemple représenté sur les dessins, cette première armature présente la forme d'un organe allongé qui est percé d'un alésage central la pour la fixation de la charge à supporter et qui s'étend longitudinalement selon un axe X sensiblement horizontal. La deuxième armature 2, quant à elle, est une platine de forme générale plane au moins par morceaux, qui est destinée à être fixée en général au châssis du véhicule, par exemple par l'intermédiaire de trous de fixation 2a (figure 3). Cette deuxième armature 2 s'étend perpendiculairement à un axe vertical Z qui représente d'une part la direction d'application du poids du groupe motopropulseur sur la première armature et d'autre part la direction principale des vibrations à amortir. Le corps en élastomère 3 présente une base 4 relativement large qui est solidarisée de façon étanche avec la deuxième armature 2, notamment au moyen d'une plaque métallique ajourée 5 qui est noyée dans ladite base et qui présente des pattes 6 serties sur les bords de la deuxième armature 2. A partir de la base 4, le corps en élastomère s'étend vers le haut parallèlement à l'axe Z, en convergeant vers un sommet 7 dans lequel est insérée la première armature 1 et qui est solidarisé avec cette première armature par vulcanisation. Selon un principe déjà connu du document EP-A-O 646 735, dans la face inférieure de la base 4 du corps en élastomère, qui est appliquée avec étanchéité contre la deuxième armature 2, sont creusées deux cavités qui constituent respectivement une chambre de travail A, disposée sous la première armature 1, et une chambre de compensation B, disposée à l'écart de la première armature 1. De plus, dans la face inférieure de la base 4 du corps en élastomère est également creusée une gorge dont la forme est de préférence définie au moins partiellement par un emboutissage 5a de la plaque ajourée 5, cette gorge constituant un canal étranglé C qui relie en permanence les chambres A, B susmentionnées. L'ensemble constitué par la chambre de travail A, la chambre de compensation B et le canal étranglé C, est fermé de façon étanche par la deuxième armature 2, et cet ensemble est rempli d'un liquide qui peut passer d'une chambre à l'autre par l'intermédiaire du canal étranglé aux fins d'amortissement des mouvements vibratoires entre les deux armatures 1 et 2, comme il sera expliqué ci-après. Afin de permettre les transferts de liquide d'une chambre à l'autre, le corps en élastomère 3 est conformé de façon que la chambre de compensation B soit délimitée par une paroi 8 en élastomère, relativement fine et souple, et de façon que la chambre de travail A soit elle-même délimitée par une paroi de couverture 9 plus épaisse que la paroi 8 susmentionnée, mais néanmoins aisément déformable. Au dessus de la paroi de couverture 9, le corps en élastomère 3 comporte un évidement 10 qui est interposé entre la première armature 1 et la chambre de travail A et qui traverse le corps en élastomère parallèlement à l'axe X. Cet évidement 10 s'étend sensiblement sur toute la largeur de la chambre de travail A parallèlement à un axe Y perpendiculaire aux axes X et Z. Cet évidement délimite ainsi dans le corps en élastomère deux bras de support latéraux 11 relativement épais, qui convergent depuis la base 4 vers le sommet 7 du corps en élastomère. Ces deux bras de support latéraux 11 reprennent le poids du groupe motopropulseur, qui est transmis par la première armature 1. Plus particulièrement, l'ensemble des deux bras de support 11 peut reprendre une charge statique allant par exemple de 1000 à 1500 N, éventuellement plus. Par ailleurs, le corps en élastomère 3 comporte un bossage 12 qui est formé au centre de la paroi de couverture 9. Ce bossage 12 s'étend vers le haut à l'intérieur de l'évidement 10, parallèlement à l'axe Z, jusqu'à une face de butée 13 qui est située au voisinage d'une face de réception 14 du corps en élastomère, cette face de réception 14 étant solidaire de la première armature 1. De plus, le bossage 12 se prolonge vers l'intérieur de la chambre de travail A par une partie saillante 15 adaptée pour buter contre la deuxième armature 2. Les bras latéraux de support 11 sont dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est en charge, comme représenté sur la figure 4, la face de réception 14 du corps en élastomère vienne en contact avec la face de butée 13 du bossage 12, en repoussant légèrement le bossage 12 vers la chambre de travail A. Ainsi, lorsque les deux armatures 1 et 2 sont soumises à des mouvements vibratoires relatifs selon l'axe Z, les mouvements de rapprochement entre les deux armatures 1 et 2 sont transmis à la paroi de couverture 9 de la chambre de travail par l'intermédiaire du bossage 10, et lors des mouvements tendant à écarter l'une de l'autre les deux armatures 1 et 2, le bossage 10 tend également à suivre ce mouvement, c'est-à-dire à se déplacer vers le haut, du fait de l'élasticité des parois 8 et 9 du corps en élastomère. Les mouvements vibratoires en question engendrent donc des transferts de liquide entre les chambres A et B par l'intermédiaire du canal étranglé C, et ces transferts de liquide tendent à amortir le mouvement vibratoire notamment du fait des pertes de charge du liquide dans le canal étranglé. Cet amortissement est particulièrement efficace lorsque la fréquence des oscillations est voisine d'une valeur prédéterminée, dite fréquence de calage, pour laquelle le canal étranglé C est le siège d'un phénomène de résonance. Cette fréquence de calage est fonction en particulier du rapport entre la longueur axiale et la section droite du canal étranglé C. La fréquence de calage en question est généralement inférieure à 20 Hz. Grâce aux dispositions qui viennent d'être décrites, le support antivibratoire hydraulique peut présenter une hauteur h élevée, donc permettre de relativement grands débattements entre les deux armatures 1, 2 parallèlement à l'axe Z, tout en présentant une chambre de travail A peu élancée et produisant un amortissement efficace. Par exemple, un support antivibratoire hydraulique tel que décrit précédemment et présentant une hauteur h de 4,8 cm, une section S de 22 cm2, et un volume V de 28 cm3 (h/S = 0,22 cm1 et V/S2 = 0,058 cl1), présente une raideur dynamique de 435 N.mm~1 à sa fréquence de calage, et présente en outre une section efficace (section d'un piston équivalent à la chambre de travail A) de 18 cm2, ce qui garantit un amortissement efficace des mouvements vibratoires existant entre les deux armatures 1, 2. A titre de comparaison, un support antivibratoire hydraulique tel que décrit dans le document EP-A-O 646 735 avec les mêmes dimensions extérieures que dans l'exemple cidessus, et présentant une hauteur h de 4,8 cm, une section S de 15 cm2 et un volume V de 39 cm3 (h/S = 0,32 cm1 et V/S2 = 0,17 cm-l), présente une raideur dynamique valant seulement 37 N.mm~1 pour sa fréquence de calage et une section équivalente de 13 cm2, ce qui correspond à un amortissement médiocre. L'amélioration apportée par l'invention est donc remarquablement importante. Par ailleurs, la masse du bossage 12 peut éventuellement être réglée pour que ce bossage, associé à la paroi de couverture 9, présente une fréquence de résonance propre qui soit dans le domaine accoustique, et plus particulièrement comprise entre 20 et 250 Hz, de préférence comprise entre 150 et 200 Hz. On peut ainsi filtrer les mouvements vibratoires relatifs entre les armatures 1 et 2 au voisinage de cette fréquence de résonance, les vibrations en cause provenant notamment du fonctionnement du moteur. Eventuellement, selon une variante représentée sur la figure 5, le bossage 12 peut inclure un insert 16 en matériau rigide, les autres éléments du support antivibratoire hydraulique étant par ailleurs en tous points identiques à ceux décrits précédemment en regard des figures 1 à 4. Cet insert 16 permet d'une part de régler plus facilement la masse du bossage 12, de façon à régler la fréquence de résonance propre de ce bossage, et d'autre part d'améliorer la transmission du mouvement de la première armature vers la paroi de couverture 9, donc d'améliorer encore l'efficacité de l'amortissement. On notera que dans les deux formes de réalisation qui viennent d'être décrites, le bossage 12 pourrait éventuellement être solidaire de la première armature 1 au lieu d'être solidaire de la paroi de couverture 9, ce bossage 12 s'étendant alors vers le bas dans l'évidement 10 jusqu'à la face de butée 13, qui se trouverait dans ce cas au voisinage d'une face de réception solidaire de la paroi de couverture 9. De plus, dans tous les cas, les bras de support latéraux 11 pourraient éventuellement être dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est en charge, la face de butée du bossage 12 exerce, sur le couvercle de la chambre de travail, une précontrainte suffisante pour éviter un décollement entre ces deux parties durant le fonctionnement du support. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à l'exemple particulier qui vient d'être décrit. En particulier, l'invention est également applicable à des supports antivibratoires hydrauliques, du genre de celui décrit dans le document EP-A-O 346 227 c'est-à-dire dans lequel les chambres de travail et de compensation sont superposées selon l'axe Z au lieu d'être juxtaposées. REVENDICATIONS 1. Support antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre deux éléments rigides pour supporter un effort statique prédéterminé tendant à rapprocher l'un de l'autre ces deux éléments et pour amortir des vibrations entre ces deux éléments, essentiellement selon un axe principal de vibration (Z), ce support comportant - des première et deuxième armatures rigides (1, 2), solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides à réunir, la deuxième armature (2) s'étendant sensiblement parallèlement à un plan perpendiculaire à l'axe principal de vibration (Z), - un corps en élastomère (3) reliant entre elles les deux armatures, ce corps en élastomère présentant une base (4) relativement large qui est solidaire de la deuxième armature (2) et ce corps s'étendant en convergeant à partir de cette base jusqu'à un sommet (7) solidaire de la première armature (1), laquelle première armature est séparée de la base (4) du corps en élastomère par une hauteur h mesurée parallèlement à l'axe principal de vibration (Z) en l'absence de l'effort statique susmentionné, - une chambre de travail (A) délimitée par le corps en élastomère (3) et par une paroi au moins partiellement rigide qui est solidaire de la deuxième armature (2), cette chambre de travail présentant un volume intérieur V et présentant une section S au voisinage de la base (4) du corps en élastomère, - une chambre de compensation (B) délimitée au moins partiellement par une paroi souple (8) et communiquant en permanence avec la chambre de travail (A) par l'intermédiaire d'un canal étranglé (C), la chambre de travail (A) ainsi que la chambre de compensation (B) et le canal (C) étant remplis d'un liquide, caractérisé en ce que le rapport h/S est supérieur à 0,15 cm en ce que le corps en élastomère (3) comporte un évidement (10) qui est interposé entre la première armature (1) et la chambre de travail (A) et qui traverse le corps en élastomère parallèlement à un premier axe transversal (X) perpendiculaire à l'axe principal de vibration (Z), cet évidement recouvrant sensiblement toute la chambre de travail (A) selon un deuxième axe transversal (Y) perpendiculaire à l'axe principal de vibration (Z) et au premier axe transversal (X), ledit évidement délimitant ainsi dans le corps en élastomère deux bras de support latéraux (11) relativement épais qui convergent depuis la base (4) vers le sommet (7) du corps en élastomère, et cet évidement délimitant également dans le corps en élastomère une paroi de couverture (9) aisément déformable qui recouvre la chambre de travail (A), le support présentant en outre un bossage (12) qui est solidaire d'un des deux organes constitués par la paroi de couverture (9) et la première armature (1), ce bossage s'étendant à l'intérieur de l'évidement (10) susmentionné parallèlement à l'axe principal de vibration (Z) jusqu'à une face de butée (13) qui est disposée au voisinage d'une face de réception (14) solidaire de l'autre desdits deux organes (2, 9), les deux bras de support (11) du corps en élastomère étant dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est soumis à l'effort statique prédéterminé susmentionné, la face de butée (13) du bossage soit en contact avec la face de réception (14) qui lui correspond, et en ce que le rapport V/S2 est inférieur à 0,1 cm1. 2. Support antivibratoire selon la revendication 1, dans lequel le bossage (12) qui s'étend à l'intérieur de l'évidement (10) du corps en élastomère, fait lui-même partie du corps en élastomère (3). 3. Support antivibratoire selon la revendication 2, dans lequel le bossage (12) est solidaire de la paroi de couverture (9). 4. Support antivibratoire selon la revendication 3, dans lequel le bossage (12) présente une fréquence de résonance propre comprise entre 20 et 250 Hz. 5. Support antivibratoire selon la revendication 4, dans lequel la fréquence de résonance propre du bossage (12) est comprise entre 150 et 200 Hz. 6. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le bossage (12) comporte un insert (16) en matériau rigide. 7. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux bras de support (11) du corps en élastomère sont dimensionnés pour que, lorsque le support antivibratoire est soumis à l'effort statique prédéterminé susmentionné, la face de butée (13) du bossage appuie contre la face de réception (14) qui lui correspond, avec une force d'appui suffisante pour que lesdites face de butée et de réception restent toujours en contact mutuel durant le fonctionnement du support. 8. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième armature (2) est constituée par une plaque qui s'étend selon un plan général perpendiculaire à l'axe principal de vibration (Z) et qui présente une face dite de support, le corps en élastomère (3) incluant en outre la paroi souple (8) qui délimite la chambre de compensation (B), et ce corps en élastomère étant fixé de façon étanche sur la face de support de la deuxième armature (2) en délimitant avec celle-ci la chambre de travail (A), la chambre de compensation (B) et le canal étranglé (C). 9. Dispositif antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport h/S est supérieur à 0,2 cm'. 10. Dispositif antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport V/S2 est inférieur à 0,07 cm1.