Brevet FR2798175A1 — publié le 20010309

La présente invention a pour objet un clapet de support hydroélastique destiné à être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre, notamment pour la suspension d'un groupe motopro- pulseur dans une caisse d'un véhicule automobile. L'invention a également pour objet un support hydroélastique équipé d'un tel clapet. Les supports hydroélastiques ont pour fonction de filtrer les vibrations dues au fonctionnement du groupe motopropulseur et d'amortir les oscillations provenant de la caisse du véhicule automobile lors de son utilisation. Généralement, les supports hydroélastiques com- portent 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 au moins en partie par la masse en ma- tériau élastomère. De plus, ce type de support comporte une chambre d'expansion délimitée au moins en partie par une membrane inférieure souple. Cette chambre d'expansion est reliée à la cham- bre de travail par un passage de communication et ces cham- bres sont remplies de liquide, comme par exemple de l'anti- gel. La circulation du liquide d'une chambre à l'au- tre lorsque le support est soumis à des sollicitations al- ternées, permet d'obtenir un amortissement à une fréquence donnée. Pour des fréquences supérieures à cette fré- quence déterminée, le liquide ne circule plus dans le pas- sage de communication entre les deux chambres, ce qui provo- que une augmentation de la rigidité dynamique, entraînant à son tour une dégradation du filtrage. Afin d'éviter cette dégradation, les supports hydroélastiques comportent un clapet, également appelé cla- pet de découplage hydraulique, qui est interposé entre les deux chambres et qui, pour de petites déformations, permet de compenser l'absence de circulation du liquide dans le passage de communication pour ainsi éviter l'augmentation de la raideur apparente liée à l'incompressibilité de ce li- quide. Par contre, le clapet est suffisamment rigide pour ne pas contrarier la circulation du liquide à travers le passage de communication pour des grandes amplitudes d'excitation et cette rigidité est obtenue par des butées limitant la déformation du clapet. Jusqu'à présent, le compromis entre la souplesse pour de petits déplacements et la raideur pour de grands dé- placements est obtenu grâce à un ensemble formé par le cla- pet et une armature de support dont la géométrie varie en fonction de la solution retenue. En effet, soit le clapet est entièrement souple dans l'armature qui présente des orifices de petites tail- les par rapport aux dimensions dudit clapet et qui autori- sent la circulation du liquide, tout en assurant l'appui du clapet en limitant sa déformée, soit le clapet est rigidifié par la présence par exemple d'une toile de faible élasticité et l'armature présente une ouverture de grande dimension. Dans tous les cas, le jeu entre le clapet et les butées intégrées à l'armature permet d'absorber le débatte- ment de ce clapet pour de faibles amplitudes, mais ce jeu est ajusté de telle façon que son déplacement soit limité pour de grandes amplitudes. Le jeu entre le clapet et les butées de l'arma- ture doit être suffisant pour absorber complètement le dé- placement du liquide mis en mouvement dans la chambre de travail par des vibrations du groupe motopropulseur. Par contre, pour de grandes amplitudes relatives à la mise en résonance de ce groupe motopropulseur sur sa suspension, le clapet ne doit plus absorber par son déplace- ment et sa déformation l'intégralité de la variation de vo- lume de la chambre de travail, la plus grande partie du li- quide devant circuler dans le passage de communication entre la chambre de travail et la chambre d'expansion afin d'obte- nir l'amortissement souhaité à basses fréquences. L'invention a pour but de proposer un clapet de support hydroélastique de conception simplifiée et qui per- met de compenser efficacement l'absence de circulation du liquide dans le passage de communication entre la chambre de travail et la chambre d'expansion et d'éviter l'augmentation de la raideur et la dégradation du filtrage du support hy- droélastique. L'invention a pour objet un clapet de support hydroélastique destiné à être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un 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 formé par une masse en matériau élastomère reliant une armature supérieure et une armature inférieure, une chambre de travail délimitée au moins en partie par la masse en ma- tériau élastomère et une chambre d'expansion délimitée au moins en partie par une membrane souple, ces deux chambres étant remplies de liquide et reliées entre elles par un pas- sage de communication, et du type dans lequel les chambres de travail et d'expansion sont séparées l'une de l'autre par le clapet dont le bord externe est monté dans une armature de support, caractérisé en ce que ledit clapet comporte une partie centrale réalisée en une matière rigide et une partie périphérique annulaire réalisée en une matière souple et est obtenu en une opération par injection des deux matières. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la partie centrale rigide est formée par un disque, - la partie centrale rigide est formée, d'une part, par un disque et, d'autre part, par une couronne concentrique audit disque, le disque et la couronne étant séparés l'un de l'autre par une portion flexible, - la matière de la partie centrale est formée par un polymère rigide ou semi-rigide et la matière de la partie périphérique annulaire est formée par un polymère souple, - la portion flexible est formée par un polymère souple et venue de matière avec la partie périphérique, - la partie centrale et la partie périphérique annulaire sont reliées entre elles par adhérisation ou par une liaison mécanique. L'invention a également pour objet un support hydroélastique destiné à être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre, notamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet tel que mentionné ci-dessus. 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 en coupe axiale d'un support hydroélastique muni d'un clapet conforme à l'inven- tion, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un clapet de sup- port hydroélastique, conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en perspective partiel- lement arrachée du clapet de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe axiale d'un second mode de réalisation d'un clapet de sup- port hydroélastique, conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspec- tive de la partie centrale du clapet de la Fig. 4, - la Fig. 6 est une vue schématique en perspec- tive et partiellement arrachée du clapet de la Fig. 4. Le support hydroélastique représenté à la Fig. 1 est adapté pour être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre et plus particulièrement pour être interposé entre un groupe moto- propulseur et le reste de la structure ou châssis de ce vé- hicule. Le support hydroélastique comprend un corps 10 formé par une masse en matériau élastomère il qui relie, d'une part, une armature supérieure 12 et, d'autre part, une armature inférieure 13. L'armature supérieure 12 est formée, dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, par un or- gane tubulaire comportant un perçage axial 14 pour le pas- sage d'un organe de liaison, non représenté, avec l'élément à supporter, comme par exemple le groupe motopropulseur d'un véhicule automobile. L'armature inférieure 13 comporte un rebord in- férieur 15 replié vers l'extérieur et un rebord supérieur 16 muni de pattes de fixation 17 sur l'élément à isoler, c'est à dire la caisse du véhicule automobile. Le corps 10 est réalisé par surmoulage et adhé- risation de l'élastomère sur les armatures 12 et 13. Le support hydroélastique comporte également un boîtier 20 qui coiffe le corps 10 et qui est fixé sur l'ar- mature inférieure 17 au moyen de pattes 20a. Ce boîtier comporte deux ouvertures opposées pour le passage de l'organe de liaison entre l'armature su- périeure 12 et le groupe motopropulseur du véhicule automo- bile. Par ailleurs, la masse il en matériau élastomère du corps 10 comporte des organes de butée 18 coopérant avec les parois du boîtier 20 pour assurer la reprise des efforts dans toutes les directions de sollicitation du support, li- miter les débattements en attaque et en détente et reprendre les efforts en accélération et en freinage. Le support hydroélastique comporte aussi une chambre de travail 25 délimitée en partie haute par la masse en matériau élastomère 11 et une chambre d'expansion 26 dis- posée au-dessous de ladite chambre de travail 25 et délimi- tée en partie basse par une membrane souple 27. Les chambres de travail 25 et d'expansion 26 sont délimitées, respectivement en partie basse pour ladite chambre de travail 25 et en partie haute pour ladite chambre d'expansion 26, par une cloison transversale désignée dans son ensemble par la référence 30. La membrane souple 27 comporte un rebord péri- phérique 27a qui est adhérisé sur une armature externe 28 formant un support pour la cloison transversale 30 et munie à sa partie supérieure d'un rebord de sertissage 28a sur le rebord 15 de l'armature inférieure 13 du corps 10. La cloison transversale 30 se compose d'une ar- mature 31 formée d'une première partie 31a et d'une seconde partie 31b symétriques l'une par rapport à l'autre. Entre les deux parties 31a et 31b de l'armature 31 est interposé un clapet 32 appelé clapet de découplage hydraulique. La première partie 31a est munie d'un passage axial 33 permettant au clapet 32 de recevoir la pression du liquide induite dans la chambre de travail 25 et la seconde partie 31b comporte également un passage axial 34 permettant audit clapet 32 de recevoir la pression du liquide induite dans la chambre d'expansion 26. Par ailleurs, les faces en regard des deux par- ties 31a et 31b comportent chacune une gorge qui détermine un passage de communication 35 de longueur importante par rapport à son diamètre et qui est relié avec la chambre de travail 25 par un orifice 36 ménagé dans la première partie 31a et avec la chambre d'expansion 26 par un orifice 37 mé- nagé dans la seconde partie 31b de l'armature 31. D'une manière générale et comme représenté sur les Figs. 2 à 6, le clapet 22 conforme à l'invention com- porte une partie centrale 40 réalisée en une matière rigide et une partie périphérique annulaire 50 réalisée en une ma- tière souple. La partie périphérique 50 comporte, sur son bord externe, un talon 51 de maintien dudit clapet 32 entre les deux parties 31a et 31b de l'armature 31 formant le support dudit clapet 32. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 2 et 3, la partie centrale 40 est formée par un disque 41 et la matière de ce disque 41 est constituée d'un polymère rigide ou semi-rigide, comme par exemple un thermoplastique ou un élastomère thermoplastique semi-rigide ou un thermodurcissable. La matière de la partie périphérique annulaire 50 est constituée d'un polymère souple possédant des pro- priétés élastiques, comme par un exemple un élastomère, vul- canisé ou non, ou un élastomère thermoplastique. La partie centrale 40 et la partie périphérique formant le clapet 32 sont réalisées en une seule opéra- tion par injection des deux polymères et cette partie péri- phérique 50 flexible est surmoulée sur la partie centrale 41. A cet effet, la partie périphérique 50 comporte deux lèvres parallèles, respectivement 52 et 53, qui ména- gent entre elles un espace dans lequel est disposé le disque 41. Ainsi, la partie périphérique 50 est surmoulée sur le disque 41 et ces deux éléments sont reliés entre eux par adhérisation ou par une liaison mécanique. Lors du fonctionnement du support hydroélasti- que, la partie périphérique 50 flexible permet les débatte- ments du clapet 32 et ces débattements sont limités par des appuis rigides 30a et 30b ménagés respectivement dans la première partie 31a et le seconde partie 3lb de l'armature 31. Les jeux jl et j2 de part et d'autre du clapet 32 avec les appuis 30a et 30b sont égaux ou différents selon le but recherché. Le clapet 32 permet de filtrer les vibrations dues aux déplacements de faibles amplitudes d'excitation et la limite est atteinte lorsque ce clapet 32 vient en butée sur les appuis 30a et 30b de l'armature 31. Selon un second mode de réalisation représenté sur les Figs. 4 à 6, le clapet 32 comporte une partie cen- trale 40 rigide formée, d'une part, par un disque 45 et, d'autre part, par une couronne 46 concentrique audit disque, comme représenté sur les Figs. 5 et 6. Le disque 45 et la couronne 46 sont séparés l'une de l'autre par une portion flexible 55. La partie centrale 40 formée par le disque 45 et la couronne 46 est réalisée en un polymère rigide ou semi- rigide, comme par exemple un thermoplastique ou un élasto- mère thermoplastique semi-rigide ou un thermodurcissable et la partie périphérique 50 ainsi que la portion flexible 55 intermédiaire venue de matière avec la partie périphérique sont réalisées en un polymère souple possédant des pro- priétés élastiques, comme par exemple un élastomère, vulca- nisé ou non ou un élastomère thermoplastique. L'ensemble constitué par la partie centrale 40 formée par le disque 45 et la couronne 46 ainsi que par la partie périphérique 50 et par la portion intermédiaire 55 est réalisée en une opération par injection des deux polymè- res et cette partie centrale 40 et cette partie périphérique sont reliées entre elles par adhérisation ou par une liaison mécanique. Ainsi que représenté à la Fig. 6, le polymère constituant la partie périphérique 50 et la portion intermé- diaire 55 est surmoulé sur le disque 45 et la couronne 46 et recouvre donc complètement ces deux éléments. Lors du fonctionnement du support hydroélasti- que, la limitation des battements de ce clapet 32 est limi- tée par un ou plusieurs appuis rigides 30a et 30b ménagés sur les parties 31a et 31b de l'armature 31. Les jeux jl et j3, de part et d'autre de la cou- ronne 46 du clapet 32, sont égaux ou non selon le but re- cherché et les jeux j2 et j4 de part et d'autre du disque 45 de la partie centrale 42, sont égaux ou non selon le but re- cherché et dans tous les cas, les jeux entre respectivement le disque 45 et la couronne 46 avec les appuis corres- pondant de l'armature 31 sont différents de façon à obtenir différents niveaux de filtrage. Lorsque le support hydroélastique est soumis à des sollicitations alternées, le passage de communication 35 autorise la circulation de la chambre de travail 25 vers la chambre d'expansion 26 ou inversement, ce qui permet l'amor- tissement recherché a une fréquence déterminée. Pour des fréquences supérieures à cette fré- quence précédemment définie, le fluide ne circule plus dans le passage de communication 35 ce qui provoque une augmenta- tion de la raideur, entraînant de ce fait une dégradation du filtrage. Pour ces fréquences, ces amplitudes d'excitation étant plus faibles, le clapet 32 permet de compenser l'ab- sence de mouvement du liquide dans le passage de communica- tion 35 et d'éviter ainsi l'augmentation de raideur liée à l'incompressibilité du liquide. Par contre, pour des grandes amplitudes d'exci- tation, le clapet 32 est suffisamment rigide pour ne pas contrarier la circulation du fluide à travers le passage de communication 35. Le clapet selon l'invention destiné aux supports hydroélastiques permet d'obtenir un clapet rigide en son centre et souple sur son pourtour grâce à la réalisation de ce clapet en une seule opération et ce clapet présente l'avantage d'être d'un coûit réduit grâce au surmoulage par injection bi-matières du fait de la diminution du temps de cycle, d'un coûit de la matière faible et d'une réduction des opérations de manutention. De plus, selon le type de matières composant les éléments du clapet, un gain de masse plus ou moins important est obtenu. REVENDICATIONS 1. Clapet de support hydroélastique destiné à être interposé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre, notamment pour la suspen- sion d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhi- cule automobile, du type comprenant un corps (10) formé par une masse en matériau élastomère (11) reliant une armature supérieure (12) et une armature inférieure (13), une chambre de travail (25) délimitée au moins en partie par la masse en matériau élastomère et une chambre d'expansion (26) délimi- tée au moins en partie par une membrane souple (27), ces deux chambres (25, 26) étant remplies de liquide et reliées entre elles par un passage de communication (35), et du type dans lequel les chambres de travail (25) et d'expansion (26) sont séparées l'une de l'autre par le clapet (32) dont le bord externe est monté dans un support (31a, 31b), caracté- risé en ce que ledit clapet (32) comporte une partie cen- trale (40) réalisée en une matière rigide et une partie pé- riphérique annulaire (50) réalisée en une matière souple et est obtenu en une opération par injection des deux matières. 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale (40) rigide est formée par un disque (41). 3. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale (40) est formée, d'une part, par un disque (45), et d'autre part, par une couronne (46) concentrique audit disque, le disque (45) et la couronne (46) étant séparée l'une de l'autre par une portion (55) flexible. 4. Clapet selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la matière de la partie centrale (40) est formée par un polymère rigide ou semi- rigide et la matière de la partie périphérique (50) annu- laire est formée par un polymère souple. 5. Clapet selon les revendications 3 et 4, ca- ractérisé en ce que la portion flexible (55) est formée par un polymère souple et venue de matière avec la partie péri- phérique (50). 6. Clapet selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que la partie centrale (40) et la partie périphérique (50) annulaire sont reliées entre elles par adhérisation ou par une liaison mécanique. 7. Support hydroélastique destiné à être inter- posé entre un élément à suspendre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre, notamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhicule au- tomobile, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet (32) selon l'une quelconque des revendications précédentes.