Brevet FR2761433A1 — publié le 19981002

Ensemble d'amortissement à ressort et butée de fin de course La présente invention concerne un ensemble d'amortissement à ressort et butée de fin de course du type comprenant un ressort hélicoïdal interposé entre deux pièces d'une structure mécanique, solidaire ou non de l'une des pièces, et une butée de fin de course élastiquement déformable. Dans nombre de structures mécaniques, on est amené à disposer, entre une pièce fixe et une pièce mobile, des ensembles d'amortissement. Dans le cadre de l'utilisation d'un ressort en tant qu'élément d'amortissement, il convient souvent d'associer une butée de fin de course audit ressort. En effet, un ressort dispose d'une certaine raideur sur une certaine plage d'efforts et, pour des efforts supérieurs à une limite due à la conception mécanique du ressort, cette raideur devient brusquement quasi-infinie, ce qui provoque un effet de choc. L'association d'une butée de fin de course élastiquement déformable au ressort permet d'augmenter la raideur de l'élément d'amortissement, constitué par l'ensemble à ressort et butée, à partir d'une certaine course et, par conséquent, de tendre de manière progressive vers une raideur quasi-infinie. Les ensembles d'amortissement classiques sont généralement montés entre deux pièces d'une structure, le ressort étant habituellement fixé sur une pièce de la structure et la butée de fin de course est généralement montée sur la pièce opposée. Afin d'améliorer ce type d'ensemble d'amortissement, on a proposé un ensemble d'amortissement dans lequel le ressort et la butée de fin de course sont confondus en un seul élément d'amortissement, le ressort étant enrobé par un matériau élastiquement déformable tel que du caoutchouc ayant de bonnes propriétés d'élasticité. Cependant, le caoutchouc présente une compressibilité réduite. Par conséquent, lors de l'utilisation de caoutchouc pour enrober un ressort en vue de réaliser un ensemble d'amortissement, il est nécessaire de donner au caoutchouc enrobant le ressort une forme particulière de manière à lui conférer une compressibilité suffisante. Un tel ensemble d'amortissement nécessite par conséquent un mode de fabrication spécifique et relativement compliqué pour tenter d'offrir des capacités d'amortissement satisfaisantes. Malgré cela, les caractéristiques d'amortissement, en particulier quant à l'obtention d'un amortissement progressif, restent insatisfaisantes et, dans le cas de fortes charges, il existe encore des risques d'éclatement du caoutchouc formant la butée de fin de course. I1 convient donc de proposer un ensemble d'amortissement dans lequel le ressort et la butée de fin de course sont confondus en un seul et même élément d'amortissement qui soit d'une fabrication simple et économique tout en présentant de bonnes propriétés quant à l'obtention d'une rigidité progressive. A cet effet, la présente invention a pour objet un ensemble d'amortissement monté dans une structure mécanique entre deux pièces du type comprenant un ressort hélicoïdal métallique et une butée de fin de course élastiquement déformable confondus en un seul et même élément d'amortissement, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal est enrobé par un matériau élastiquement déformable à structure cellulaire, ledit matériau constituant la butée de fin de course. Ainsi, de manière avantageuse, le ressort hélicoïdal est totalement enrobé par un matériau élastiquement déformable dont la structure cellulaire lui assure une compressibilité satisfaisante propre à conférer à l'ensemble d'amortissement ainsi réalisé une évolution progressive de sa rigidité, la rigidité de la butée étant relativement faible au départ d'une compression et augmentant ensuite, le matériau à structure cellulaire se durcissant au fur et à mesure de la compression. Avantageusement, un tel ensemble d'amortissement permet de bénéficier de l'effet butée de l'enrobage en matériau élastiquement déformable à structure cellulaire, la raideur en début de course restant celle du ressort lorsqu'il est utilisé non enrobé, d'augmenter cette raideur du ressort utilisé non enrobé dès la mise en charge et d'augmenter également la raideur sur toute la course du ressort tout en bénéficiant d'un effet de butée. De préférence, le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire constituant la butée est un matériau synthétique moulable tel qu'un élastomère à structure cellulaire ou une mousse synthétique, présentant une faible déformation rémanente à la compression et propre à autoriser une compression de la butée sur au moins 35% de la course sans gonflement de ladite butée. De ce fait, au cours de la compression de l'ensemble d'amortissement, on obtient une faible variation du volume dudit ensemble dont l'encombrement en utilisation est réduit, l'ensemble étant d'une géométrie plus compacte. De préférence, on utilise un élastomère de polyuréthanne à structure cellulaire tel que ceux du type N.D.I ou M.D.I. En fonction du choix du ressort hélicoïdal et du type de matériau à structure cellulaire, il est possible d'obtenir des ensembles d'amortissement dans une large plage de raideurs progressives. De plus, le ressort hélicoïdal étant totalement enrobé par le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire, on élimine, dans un ensemble d'amortissement selon l'invention, les problèmes de frottement, d'usure et de corrosion du ressort métallique avec les pièces de la structure mécanique et on diminue également les fréquences propres au ressort lorsqu'il est non enrobé, assurant ainsi un filtrage du spectre propre au ressort. Selon une première forme de réalisation, l'ensemble d'amortissement peut se présenter sous la forme d'un bloc plein de matériau élastiquement déformable à structure cellulaire au sein duquel est noyé le ressort hélicoïdal. Ce type d'ensemble d'amortissement peut être utilisé à la place de tampons, par exemple dans les ascenseurs. Selon une deuxième forme de réalisation, l'ensemble d'amortissement se présente sous forme d'un élément tubulaire, le ressort étant noyé dans la paroi tubulaire. Ce type d'ensemble d'amortissement peut, par exemple, être monté entre deux pièces reliées l'une à l'autre par un axe sur lequel coulisse une pièce mobile vers la pièce fixe. Un ensemble d'amortissement selon l'invention peut également comporter un élément de fixation propre à solidariser l'ensemble d'amortissement sur la pièce fixe d'une structure mécanique. De préférence, cet élément de fixation est constitué en un matériau synthétique moulable, surmoulé sur une extrémité de l'élément d'amortissement constitué du ressort enrobé dans le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire. Dans ce cas, de préférence, le matériau synthétique constituant l'élément de fixation est propre à adhérer au matériau élastiquement déformable à structure cellulaire au cours du surmoulage et comporte des moyens propres à permettre la fixation de l'ensemble d'amortissement ainsi réalisé tels que des orifices pour le passage de vis de fixation ou encore des moyens d'encliquetage propres à coopérer avec des moyens complémentaires prévus sur la pièce fixe de la structure. On obtient ainsi un ensemble d'amortissement dont les trois éléments : le ressort, la butée et l'élément de fixation sont solidaires et forment une seule pièce mécanique. On obtient ainsi, de manière avantageuse, un ensemble d'amortissement totalement dépourvu de jeu et d'un montage très simple dans une structure mécanique, ledit montage revenant uniquement à fixer l'élément de fixation sur une pièce fixe de la structure. On réduit ainsi considérablement les temps de montage en diminuant le nombre de manipulations. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un ensemble d'amortissement pour une structure mécanique du type comprenant d'une part un ressort hélicoïdal et d'autre part une butée de fin de course élastiquement déformable confondus en un seul et même élément d'amortissement, caractérisé en ce qu'on enrobe le ressort hélicoïdal par un matériau élastiquement déformable à structure cellulaire, ledit matériau à structure cellulaire constituant la butée de fin de course. Avantageusement, lors du moulage de l'ensemble d'amortissement, le ressort est noyé au sein d'un bloc de matériau élastiquement déformable à structure cellulaire ou bien est noyé dans ledit matériau moulé sous une forme tubulaire. Afin de solidariser l'élément de fixation, on surmoule le matériau synthétique moulable le constituant sur une extrémité de l'élément d'amortissement constitué par le ressort enrobé par le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire. On décrira maintenant plus en détail l'invention en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente schématiquement en coupe longitudinale un ensemble d'amortissement à ressort et à butée de fin de course selon une première forme de réalisation de l'invention la figure 2 représente schématiquement en coupe longitudinale un ensemble d'amortissement à ressort et butée de fin de course selon une deuxième forme de réalisation de l'invention ; et la figure 3 représente schématiquement en coupe longitudinale un ensemble d'amortissement selon la figure 2 pourvu d'un élément de fixation. La forme de réalisation d'un ensemble d'amortissement à ressort et butée de fin de course représentée à la figure 1 présente un ressort hélicoïdal 1 enrobé par un matériau élastiquement déformable à structure cellulaire. Le matériau est moulé sous la forme d'un bloc plein à l'intérieur duquel est noyé le ressort 1, ledit matériau formant la butée de fin de course 2. A la figure 2, le matériau à structure cellulaire est moulé sous une forme cylindrique et le ressort 1 est noyé dans la paroi dudit cylindre formé. Le cylindre forme la butée de fin de course 2. L'ensemble d'amortissement de la figure 3 comporte en outre un élément de fixation 3 surmoulé sur l'élément d'amortissement formé par le ressort 1 enrobé dans la butée de fin de course 2. Cet élément de fixation est pourvu de moyens de fixations tels que des passages pour des vis ou des moyens d'encliquetage propres à à coopérer avec des moyens complémentaires prévus sur une partie de structure mécanique sur laquelle doit être fixé l'ensemble d'amortissement. L'élément de fixation est constitué en un matériau synthétique moulable et est propre à adhérer, au cours du surmoulage, au matériau élastiquement déformable à structure cellulaire constituant la butée de fin de course 2. De préférence, on utilise en tant que matériau élastiquement déformable à structure cellulaire moulable pour former la butée de fin de course, un matériau synthétique tel qu'un élastomère de polyuréthanne à structure cellulaire tels que ceux du type N.D.I ou M.D.I. De préférence, l'élément de fixation est alors un polyuréthanne dur. La raideur des ensembles d'amortissement ainsi constitués dépend alors du choix du ressort 1 ainsi que du matériau à structure cellulaire formant la butée de fin de course 2. En outre, de tels ensembles d'amortissement offrent un gain de poids sensible, le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire formant la butée de fin de course 2 présentant une faible densité. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'amortissement monté dans une structure mécanique entre deux pièces du type comprenant un ressort hélicoïdal métallique (1) et une butée de fin de course élastiquement déformable (2) confondus en un seul et même élément d'amortissement, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal (1) est enrobé par un matériau élastiquement déformable à structure cellulaire, ledit matériau constituant la butée de fin de course (2). 2. Ensemble d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire est un matériau synthétique moulable tel qu'un élastomère à structure cellulaire ou une mousse synthétique, présentant une faible déformation rémanente à la compression et propre à autoriser une compression de la butée (2) sur au moins 35% de la course sans gonflement de ladite butée (2). 3. Ensemble d'amortissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire est un élastomère de polyuréthanne à structure cellulaire. 4. Ensemble d'amortissement selon l'une des revendications l à 3, caractérisé en ce que le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire se présente sous forme d'un bloc plein au sein duquel le ressort (1) est noyé. 5. Ensemble d'amortissement selon l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire présente une forme cylindrique, le ressort (1) étant noyé dans la paroi dudit cylindre. 6. Ensemble d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de fixation constitué en un matériau synthétique moulable surmoulé sur une extrémité de l'élément d'amortissement constitué par le ressort (1) enrobé par le matériau élastiquement déformable à structure cellulaire. 7. Ensemble d'amortissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau synthétique moulable constituant l'élément de fixation est propre à adhérer au matériau élastiquement déformable à structure cellulaire formant la butée de fin de course (2). 8. Ensemble d'amortissement selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit matériau moulable est un polyuréthanne dur. 9. Procédé de fabrication d'un ensemble d'amortissement pour une structure mécanique du type comprenant un ressort hélicoïdal (1) et une butée de fin de course (2) élastiquement déformable confondus en une seul élément d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on noie le ressort (1) dans un matériau élastiquement déformable à structure cellulaire formant la butée de fin de course (2) lors du moulage de ladite butée (2). 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on solidarise l'élément de fixation par surmoulage sur une extrémité de l'élément d'amortissement constitué par le ressort noyé dans la butée de fin de course (2).