Brevet FR2796113A1 — publié le 20010112

La présente invention concerne un support hy- droélastique destiné à être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler par rapport à l'autre, no- tamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur ou mo- teur dans une caisse d'un véhicule automobile. Les supports hydroélastiques comportent généra- lement un corps formé par une masse en matériau élastomère reliant une armature supérieure et une armature inférieure fixées respectivement sur les deux éléments et une chambre de travail délimitée par ladite masse en matériau élastomère et par une cloison transversale. De plus, ce type de support comporte une chambre d'expansion délimitée par la cloison transversale et par une membrane inférieure souple. Ce genre de support hydroélastique limite les débattements du groupe motopropulseur suivant les directions longitudinale et verticale par l'intermédiaire de butées en matériau élastomère adhérisées sur l'armature supérieure et en appui sur la face interne d'un boîtier dans lequel est emmanchée l'armature inférieure. Généralement, la chambre d'expansion est située au-dessous de la chambre de travail et est séparée de celle- ci par une cloison rigide dans laquelle est disposé un canal et éventuellement une membrane souple à débattement limité. Les deux chambres sont remplies de liquide, comme par exemple de l'antigel et le canal entre ces cham- bres présente une longueur et une section telles, que la fréquence de résonance de la masse de liquide déplacée dans ce canal en interaction avec l'élasticité des parois des chambres de travail et d'expansion, est sensiblement égale à la fréquence de résonance du moteur sur sa suspension, ce qui conduit à une augmentation de l'amortissement du support à cette fréquence. La membrane souple entre les deux chambres évite, de part son élasticité sous faible déformation, une rigidification du support due au confinement du liquide dans la chambre de travail, dans la gamme des fréquences moyennes et hautes o il n'y a plus de circulation de liquide entre les chambres. En effet, la chambre d'expansion étant limitée par une membrane de très grande souplesse, les variations de volume dans la chambre de travail sont retransmises directe- ment à la chambre d'expansion par la déformation de cette membrane. Un tel type de support hydroélastique est com- plexe et a des dimensions importantes compte tenu de sa configuration et son coût de fabrication est élevé du fait du nombre important de pièces le composant. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients en proposant un support hydroélastique compact et qui assure efficacement les différentes fonctions notamment de support du groupe motopropulseur, de filtrage de vibrations et de limitation des débattements. L'invention a donc pour objet un support hydro- élastique destiné à être interposé entre un élément à sus- pendre et un élément à isoler par rapport à l'autre, notam- ment pour la suspension d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhicule automobile, du type comprenant: - un corps formé par une masse en matériau élas- tomère reliant une armature supérieure et une armature infé- rieure, ladite armature supérieure étant reliée à l'élément à suspendre et s'étendant perpendiculairement à l'axe prin- cipal du support, - un boîtier relié à l'élément à isoler et monté sur l'armature inférieure du corps et coiffant ce corps, le- dit boîtier comportant sur deux faces opposées, une ouver- ture au niveau de chacune desquelles débouche une extrémité de l'armature supérieure, - des organes de butée ménagés sur la masse en matériau élastomère du corps et coopérant avec les parois du boîtier pour assurer la reprise des efforts, - et une chambre de travail et une chambre d'ex- pansion reliées entre elles et remplies de liquide, caractérisé en ce que la chambre de travail est disposée au- dessous du corps en matériau élastomère et est délimitée, en partie haute, par ledit corps et, en partie basse, par une cloison transversale rigide fixée au-dessous du boîtier et la chambre d'expansion est disposée audessus du boîtier et est délimitée, en partie basse, par ledit boîtier et, en partie haute, par une membrane souple fixée sur ce boîtier, lesdites chambres étant reliées entre elles par un passage de communication ménagé dans le boîtier. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le passage de communication est formé par un canal dont la longueur et la section sont ajustées pour ob- tenir, par circulation alternée du fluide entre lesdites chambres, un amortissement maximal à une fréquence détermi- née, - le corps en matériau élastomère comporte, à sa partie inférieure, un prolongement latéral formant une mem- brane de découplage hydraulique disposée dans une ouverture ménagée dans l'armature inférieure, la face inférieure de ladite membrane étant en contact avec le liquide de la cham- bre de travail et la face supérieure étant au contact de l'atmosphère, la membrane comporte une partie périphérique mince et une partie centrale plus épaisse que ladite partie périphérique, - les débattements de la membrane sont limités d'un côté par au moins un appui ponctuel réalisé sur la cloison transversale et de l'autre côté par au moins un ap- pui ponctuel réalisé sur le boîtier. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, don- née à titre d'exemple et faite en référence aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspec- tive d'un support hydroélastique conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale du support hydroélastique conforme à l'inven- tion, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe transversale de détail montrant à plus grande échelle la membrane de découplage hydraulique du support hydroélastique conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspec- tive de l'armature inférieure du corps en matériau élasto- mère, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspec- tive du corps en matériau élastomère du support hydroélasti- que conforme à l'invention. Le support hydroélastique représenté sur les Figs. 1 et 2 est adapté pour être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler par rapport à l'autre et plus particulièrement pour être interposé entre un groupe motopropulseur et le reste de la structure ou châssis d'un véhicule automobile. Ce support hydroélastique a pour but de limiter les débattements du groupe motopropulseur suivant les direc- tions longitudinale et verticale. Le support hydroélastique désigné dans son en- semble par la référence 1 comprend un corps 10 formé par une masse 11 en matériau élastomère qui relie, d'une part, une armature supérieure 12 et, d'autre part, une armature infé- rieure 13. L'armature supérieure 12 est dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, formée par un organe tubulaire s'étendant perpendiculairement à l'axe principal du support et comportant un perçage axial 14 pour le passage d'un organe de liaison, non représenté, avec l'élément à supporter, comme par exemple le groupe motopropulseur du vé- hicule automobile. L'armature supérieure 12 de forme tubu- laire a de préférence une section parallélépipèdique. Selon une variante, l'armature supérieure 12 du corps 10 peut être également constituée par un élément plein lié directement à l'élément à suspendre. Le corps 10 est réalisé par surmoulage et adhé- risation de l'élastomère sur les armatures 12 et 13. Le support hydroélastique 1 comprend également un boîtier 15 qui est monté sur l'armature inférieure 13 et qui coiffe le corps 10 en matériau élastomère. Ainsi que représenté à la Fig. 1, le boîtier 15 comporte, sur deux faces opposées, une ouverture 16 au ni- veau de chacune desquelles débouche une extrémité de l'arma- ture supérieure 12 pour permettre la fixation de cette arma- ture supérieure 12 avec l'élément à suspendre, comme par exemple le groupe motopropulseur. Le boîtier 15 est relié à l'élément à isoler, comme par exemple la structure ou le châssis de ce véhicule. A cet effet, le boîtier 15 comporte, sur chacun de ses bords latéraux, deux orifices 17 pour le passage d'un organe de fixation, non représenté, sur l'élément corres- pondant à isoler. Comme représenté à la Fig. 2, la masse 11 en ma- tériau élastomère du corps 10 comporte des organes de butée lla coopérant avec les parois du boîtier 15 pour assurer la reprise des efforts dans toutes les directions de sollicita- tion du support, c'est à dire pour assurer le filtrage sous charge ou couple moteur, limiter les débattements en attaque et en détente et reprendre les efforts en accélération et au freinage. Le support hydroélastique 1 comporte également une chambre de travail 20 disposée audessous du corps 10 en matériau élastomère et délimitée, d'une part, en partie haute, par ce corps 10 et, d'autre part, en partie basse, par une cloison transversale rigide 21 fixée au-dessous du boîtier 15. De plus, le support hydroélastique 1 comporte une chambre d'expansion 25 disposée au-dessus du boîtier 15 et délimitée, d'une part, en partie basse, par ce boîtier 15 et, d'autre part, en partie haute, par une membrane souple 26 fixée sur ledit boîtier 15. Le bord périphérique de la membrane 26 est adhé- risé à une armature rigide 27 qui assure la liaison avec le boîtier 15. Les chambres 20 et 25 sont reliées entre elles par un passage de communication 28, comme par exemple un ca- nal ménagé dans le boîtier 15 et s'étendant sur toute la hauteur de ce boîtier 15. Le passage de communication 28 peut être de dif- férentes longueurs pour présenter un cheminement permettant d'amortir les sollicitations dans des plages de fréquences désirées. Enfin, les chambres 20 et 25 sont remplies de liquide, comme par exemple de l'antigel, et communiquent en- tre elles par le passage 28. Ainsi que représenté à la Fig. 4, l'armature in- férieure 13 se compose d'une base 40 percée d'un orifice central 41 à l'intérieur duquel est adhérisée la partie in- férieure de la masse 11 en matériau élastomère du corps 10. De plus, l'armature inférieure 13 est munie, sur l'un de ses bords latéraux, d'une moulure annulaire 42 hori- zontale et qui détermine une ouverture 43 présentant une section de forme quelconque, comme par exemple circulaire ou rectangulaire. Ainsi que représenté sur la Fig. 5, le corps 10 en matériau élastomère comporte, à sa partie inférieure, un prolongement latéral formant une membrane 30 de découplage hydraulique. Cette membrane 30 est disposée sur l'ouverture 43 ménagée dans l'armature inférieure 13 et le bord périphé- rique de ladite membrane 30 est adhérisé sur la moulure an- nulaire 42. La partie périphérique 31 de la membrane 30 est mince et sa partie centrale 32 est plus épaisse ce qui as- sure la rigidité de cette membrane 30. Cette variation d'épaisseur permet un éventuel réglage de la rigidité de la- dite membrane. La face inférieure de la membrane 30 est en contact avec le liquide de la chambre de travail 20 et la face supérieure de ladite membrane 30 est au contact de l'atmosphère. Les débattements de la membrane 30 sont limités, d'un côté, par au moins un appui ponctuel 23 réalisé sur la cloison transversale 21 et, de l'autre côté, par au moins un appui ponctuel 24 réalisé sur le boîtier 15. Le jeu entre la partie centrale 32 de la membrane 30 et les appuis ponc- tuels, respectivement 23 et 24, détermine la valeur maximale des excitations du groupe motopropulseur selon l'axe du sup- port hydroélastique 1 pour lesquelles le déconfinement de la chambre de travail 20 est réalisé. le jeu entre la membrane et son ou ses appuis est à régler en fonction de l'ampli- tude vibratoire de l'élément à suspendre. Par ailleurs, la longueur et la section du ca- nal 28 sont ajustées pour obtenir, par circulation alternée du fluide entre les chambres 20 et 25, un amortissement maximal à une fréquence déterminée. Comme représenté à la Fig. 3, une pellicule 45 en matériau élastomère est adhérisée sur le bord supérieur de la cloison 21 pour assurer l'étanchéité entre cette cloi- son et le boîtier 15. L'assemblage entre le boîtier 15, l'armature inférieure 13, la cloison transversale 21 et l'armature 27 est réalisé par tout moyen approprié selon la nature du ma- tériau composant ces éléments et cet assemblage peut être réalisé par exemple par collage, soudage, sertissage, rive- tage ou vissage. Du fait de la disposition de la chambre d'expan- sion 25 au-dessus du boîtier 15, le fonctionnement de la membrane 30 formant le clapet de découplage hydraulique est donc indépendant de l'élasticité de la membrane 26 délimi- tant la chambre d'expansion 25 ce qui permet d'optimiser le fonctionnement de ce clapet de découplage hydraulique. Le moulage du corps 10, des butées lia et de la membrane 30 est réalisé en une seule opération permettant ainsi de diminuer le nombre de pièces composant le support hydroélastique. Le boîtier 15, les armatures 12 et 13 et la cloison transversale 21 peuvent être réalisés en alliage lé- ger ou en une matière thermoplastique pour diminuer le poids du support hydroélastique. Enfin, le support hydroélastique selon l'inven- tion présente l'avantage d'être compact ce qui permet de di- minuer l'entraxe entre les points de fixation sur la caisse du véhicule et sur le groupe motopropulseur et ainsi, en abaissant le centre élastique du support, de faciliter le découplage des modes de suspension de ce groupe motopropul- seur. REVEND I CATIONS 1. Support hydroélastique destiné à être inter- posé entre un élément à suspendre et un élément à isoler par rapport à l'autre, notamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhicule automobile, du type comprenant: - un corps (10) formé par une masse (11) en ma- tériau élastomère reliant une armature supérieure (12) et une armature inférieure (13), ladite armature supérieure (12) étant reliée à l'élément à suspendre et s'étendant per- pendiculairement à l'axe principal du support, - un boîtier (15) relié à l'élément à isoler et monté sur l'armature inférieure (13) et coiffant le corps (10), ledit boîtier (15) comportant, sur deux faces oppo- sées, une ouverture (16) au niveau de chacune desquelles dé- bouche une extrémité de l'armature supérieure (12), - des organes (lia) de butée ménagés sur la masse (11) en matériau élastomère du corps (10) et coopérant avec les parois du boîtier (15) pour assurer la reprise des efforts, - et une chambre de travail (20) et une chambre d'expansion (25) reliées entre elles et remplies de liquide, caractérisé en ce que la chambre de travail (20) est dispo- sée au-dessous du corps (10) en matériau élastomère et est délimitée, en partie haute, par ledit corps (10) et, en par- tie basse, par une cloison transversale rigide (21) fixée au-dessous du boîtier (15) et la chambre d'expansion (25) est disposée au-dessus du boîtier (15) et est délimitée, en partie basse, par ledit boîtier (15) et, en partie haute, par une membrane (26) souple fixée sur ce boîtier (15), les- dites chambres (20; 25) étant reliées entre elles par un passage de communication (28) ménagé dans le boîtier (15). 2. Support hydroélastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage de communication est formé par un canal (28) dont la longueur et la section sont ajustées pour obtenir, par circulation alternée du liquide entre lesdites chambres (20; 25), un amortissement maximal à une fréquence déterminée. 3. Support hydroélastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (10) en matériau élasto- mère comporte, à sa partie inférieure, un prolongement laté- ral formant une membrane (30) de découplage hydraulique dis- posée dans une ouverture (43) ménagée dans l'armature infé- rieure (13), la face inférieure de ladite membrane (30) étant en contact avec le liquide de la chambre de travail (20) et la face supérieure étant au contact de l'atmosphère. 4. Support hydroélastique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la membrane (30) comporte une par- tie périphérique (31) mince et une partie centrale (32) plus épaisse que ladite partie périphérique (31). 5. Support hydroélastique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les débattements de la mem- brane (30) sont limités d'un côté par au moins un appui ponctuel (23) réalisé sur la cloison transversale (21) et de l'autre côté par au moins un appui ponctuel (24) réalisé sur le boîtier (15).