Brevet FR2798975A1 — publié le 20010330

La présente invention concerne un ensemble arma- ture-clapet de 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, et d'une manière générale destiné à la suspension de tout ensemble vibrant. 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 supports comporte une cham- bre d'expansion délimitée au moins en partie par une mem- brane inférieure souple. Cette chambre d'expansion est reliée à la cham- bre de travail par un canal de communication et ces chambres sont remplies de liquide, comme par exemple de l'antigel. 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 canal de communication entre les deux chambres ce qui provoque une augmentation de la raideur, entraînant à son tour une dégra- dation 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 ca- nal de communication pour ainsi éviter l'augmentation de la raideur liée à l'incompressibilité de ce liquide. Par contre, le clapet est suffisamment rigide pour ne pas contrarier la circulation du liquide à travers le canal de communication pour des grandes amplitudes d'ex- citation et cette rigidité est obtenue par des butées limi- tant la déformation du clapet. Le compromis entre la souplesse pour de petits déplacements et la raideur pour de-grands déplacements est obtenu grâce à un ensemble armatureclapet, le clapet étant monté dans un logement ménagé dans l'armature qui elle-même est le plus souvent composée de deux parties indépendantes et assemblées. Dans tous les cas, le jeu entre le clapet et l'armature permet d'absorber le débattement dudit clapet pour de faibles amplitudes et de limiter ce débattement pour des faibles fréquences et de grandes amplitudes afin de per- mettre au canal de communication entre les deux chambres de jouer son rôle. Le clapet et l'armature sont donc formés par plusieurs pièces indépendantes qui nécessitent, avant leur montage dans le support hydroélastique plusieurs opérations d'assemblage augmentant ainsi le coût d'un tel support hy- droélastique. L'invention a pour but de proposer un ensemble armature-clapet de support hydroélastique de conception sim- plifiée et qui permet de compenser efficacement l'absence de circulation du liquide dans le canal de communication entre la chambre de travail et la chambre d'expansion et d'éviter l'augmentation de la raideur et de la dégradation du fil- trage du support hydroélastique. L'invention a donc pour objet un ensemble arma- ture-clapet de 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, 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 matériau 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 canal de communication, et du type dans lequel les chambres de travail et d'expansion sont séparées l'une de l'autre par l'ensemble armature-clapet monté sur un support relié à l'armature inférieure, caracté- risé en-ce que l'ensemble armature-clapet est formé par une seule pièce et en ce que le clapet comprend une partie cen- trale réalisée en une matière rigide et une partie annulaire réalisée en une matière souple reliant élastiquement ladite partie centrale à l'armature réalisée en une matière rigide et comportant, à sa périphérie, le canal de communication entre les deux chambres. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la partie centrale a la forme d'un disque et la partie annulaire a la forme d'une couronne concentrique audit disque, - l'armature a la forme d'un anneau comportant, d'une part, une portion externe formée de deux branches pa- rallèles et reliées entre elles par une branche centrale pour former le canal de communication et, d'autre part, une portion interne plane s'étendant perpendiculairement à la branche centrale vers le centre de l'anneau et destinée à être reliée à la partie annulaire du clapet, - la partie centrale du clapet comprend des or- ganes de limitation en amplitude à basse fréquence du cla- pet, - les organes de limitation en amplitude sont formés par deux pattes opposées solidaires de la partie cen- trale du clapet s'étendant radialement au-dessus de la par- tie annulaire et par deux pattes opposées solidaires de la partie centrale du clapet et s'étendant radialement au- dessous de ladite partie annulaire, lesdites pattes étant décalées de 90 les unes par rapport aux autres, - la partie annulaire du clapet est reliée à la partie centrale dudit clapet et à la portion interne plane de l'armature par collage, par soudure ou par une liaison chimique. 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 ensemble armature-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 tire 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 ensemble armature-clapet conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspec- tive de l'ensemble armature-clapet conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspec- tive de la partie centrale du clapet, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspec- tive de la partie annulaire du clapet, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspec- tive de l'armature de l'ensemble armature-clapet conforme à 1 invention, la Fig. 6 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 66 de la Fig. 2, - la Fig. 7 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 7-7 de la Fig. 2. 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 automobile. Le support hydroélastique comprend un corps 10 formé par une masse en matériau élastomère 11 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 les pattes 17 de l'armature inférieure 13 au moyen de pattes a. Ce boîtier 20 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 11 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, c'est à dire pour assurer le filtrage du hachis et du bour- donnement, limiter 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 dans la masse en matériau élastomère 11 et une chambre d'expansion 26 disposée au-dessous de ladite chambre de travail 25 et délimitée en partie basse par une membrane souple 27. Les chambres de travail 25 et l'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 un ensemble armatureclapet désigné par la référence générale 30. La membrane souple 27 comporte un rebord péri- phérique 27a qui est adhérisé sur un support 28 pour l'en- semble armature-clapet 30. Ce support est muni à sa partie supérieure d'un rebord de sertissage 28a sur le rebord 15 de l'armature inférieure 13 du corps 10. En se reportant maintenant aux Figs. 2 à 5, on va décrire l'ensemble armature-clapet 30. Cet ensemble est formé par une seule pièce com- prenant un clapet désigné par la référence générale 31 et une armature désignée par la référence générale 51. Le clapet 31 se compose, d'une part, d'une par- tie centrale 32 ayant la forme d'un disque et réalisée en une matière rigide et, d'autre part, une partie annulaire 33 ayant la forme d'une couronne concentrique à ladite partie centrale 32 et réalisée en une matière souple. La partie annulaire 33 relie élastiquement la partie centrale 32 à l'armature 51. La partie centrale 32 du clapet 31 comporte des organes de limitation en amplitude à basse fréquence dudit clapet 31. Ainsi que représenté à la Fig. 3, les organes de limitation en amplitude sont formés par deux pattes supé- rieures 34 opposées, solidaires de la partie centrale 32 du clapet 31 et s'étendant radialement au-dessus de la partie annulaire 33 et par deux pattes inférieures 35 opposées, solidaires de ladite partie centrale 32 du clapet 31 et s'étendant radialement au-dessous de ladite partie annulaire 33. Les pattes 34 et 35 sont intercalées et décalées de 90 les unes par rapport aux autres. La partie annulaire 33 en matériau souple com- porte, sur sa face supérieure et sur sa face inférieure au droit de chaque patte 34 et 35, une surépaisseur 36. L'armature 51 représentée notamment sur les Figs. 5 à 7 a la forme générale d'un anneau comportant une portion externe formée de deux branches parallèles, respec- tivement 52 et 53, reliées entre elles par une branche cen- trale 54. Les branches 52, 53 et 54 délimitent, avec la paroi interne du support 28, un canal de communication 55 entre la chambre de travail 25 et là chambre d'expansion 26 pour permettre la circulation du fluide entre ces chambres. A cet effet, le canal de communication 55 com- porte une ouverture 55a qui communique avec la chambre de travail 25 et une ouverture 55b qui communique avec la cham- bre d'expansion 26, les deux ouvertures 55a et 55b étant sé- parées l'une de l'autre d'une distance correspondant sensi- blement à la longueur du canal de communication 55. L'armature 51 comporte également une portion in- terne 56 plane s'étendant perpendiculairement à la branche centrale 54 vers le centre de l'anneau et destinée à être reliée à la partie annulaire 33 en matériau souple du clapet 31. La partie annulaire 33 en matériau souple assure à la fois la liaison entre la partie centrale 32 du clapet 31 et l'armature 51 et l'étanchéité entre la chambre de tra- vail 25 et la chambre d'expansion 26. Cette partie annulaire 33 adhère en tout point à la partie centrale 32 et à la portion interne 56 de l'arma- ture 51 par exemple par collage, par liaison chimique ou par soudure. En fonctionnement, le clapet 31 est soumis à un régime vibratoire qui le fait osciller de part et d'autre de sa position d'équilibre. Le clapet 31 est sollicité par les mouvements du fluide dans la chambre de travail 25 et la chambre d'expan- sion 26 ce qui provoque un déplacement alternatif de ce cla- pet selon son axe, soit dans le sens Si, soit dans le sens S2, comme représenté sur les Figs. 6 et 7. Lorsque le clapet 31 se déplace dans le sens Si, la partie annulaire 33 souple est sollicitée en flexion sur la périphérie du clapet 31 et sur le diamètre intérieur de l'armature 51. Au niveau des pattes 34 et 35, cette partie an- nulaire 33 souple est comprimée au-dessous des pattes 34 et mise en traction au niveau des pattes 35. Ce mouvement est limité par les caractéristiques de ladite partie annulaire 33 souple supposée incompressible et dont la raideur s'op- pose au-mouvement. Le clapet 31 est bloqué quand la réaction de la partie annulaire 33 souple égale la pression exercée sur ce clapet ce qui correspond à la saturation de cette partie an- nulaire 33 souple. Lorsque le clapet 31 se déplace dans le sens S2, la partie annulaire 33 souple travaille en flexion sur ses diamètres intérieur et extérieur et en compression sous les pattes 35 et en traction au niveau des pattes 34. La limitation en déplacement est assurée par la rigidité de la partie annulaire 33 du clapet 31. Selon les propriétés recherchées, l'épaisseur et la dureté du matériau composant la partie annulaire 33 du clapet 31 peuvent être modifiées ainsi que les surépaisseurs 36 au-dessous des pattes 34 et 35. A faible fréquence et grande amplitude, les dé- battements du clapet 31 sont limités par la saturation de la partie annulaire 33 en matériau souple au niveau des pattes 34 et 35. A haute fréquence et faible amplitude, la sou- plesse de cette partie annulaire 33 permet au clapet 31 d'accepter les petites déformations qui en résultent et de compenser l'absence de mouvement du fluide dans le canal de communication 55 entre la chambre de travail 25 et la cham- bre d'expansion 26. Les différents éléments composant l'ensemble armature-clapet peuvent être réalisés dans différents maté- riaux. A titre d'exemple, la partie centrale 32 du cla- pet 31 et l'armature 51 peuvent être réalisée en alliage lé- ger ou en une matière plastique rigide ou semi-rigide et la partie annulaire 33 en matériau souple peut être constituée par un élastomère vulcanisé ou non ou par un élastomère thermoplastique. Selon un autre exemple, la partie centrale 32 du clapet 31 peut être réalisée en une matière plastique ri- gide ou- semi-rigide ou un élastomère thermoplastique semi- rigide, la partie annulaire 33 peut être réalisée en un élastomère thermoplastique ou un élastomère vulcanisé ou non et l'armature 51 peut être réalisée en une matière plastique rigide ou semi-rigide. L'ensemble armature-clapet 30 peut être formé en une opération par le procédé d'injection multimatières. L'ensemble armature-clapet selon l'invention présente l'avantage d'intégrer dans une même pièce les deux fonctions obtenues par le clapet et l'armature. De plus, le phénomène de "bruit de clapet" est éliminé grâce au travail en traction-compression de la par- tie annulaire en matériau souple du clapet. La réalisation de l'ensemble armature-clapet se- lon l'invention par le procédé d'injection multimatières présente les avantages d'être d'un coût réduit du fait de la diminution du temps de cycle, d'-un coût de la matière faible et d'une réduction des opérations de manutention. De plus, selon le type de matières composant les éléments de cet ensemble, un gain de masse plus ou moins im- portant est obtenu. REVENDICATIONS 1. Ensemble armature-clapet de support hydroé- lastique destiné à être interposé entre un élément à suspen- dre et un élément à isoler l'un par rapport à l'autre, no- tamment pour la suspension d'un groupe motopropulseur dans une caisse d'un véhicule automobile, du type comprenant un corps (10) formé par une masse en matériau élastomère (11) reliant une armature supérieure (12) et une armature infé- rieure (13), une chambre de travail (25) délimitée au moins en partie par la masse en matériau élastomère (11) et une chambre d'expansion (26) délimitée au moins en partie par une membrane souple (27), ces deux chambres (25, 26) étant remplies de liquide et reliées entre elles par un canal de communication (55), et du type dans lequel les chambres de travail (25) et d'expansion (26) sont séparées l'une de l'autre par l'ensemble armature-clapet (30) monté sur un support (28) relié à l'armature inférieure (13), caractérisé en ce que l'ensemble armatureclapet (30) est formé en une seule pièce et en ce que le clapet (31) comprend une partie centrale (32) réalisée en une matière rigide et une partie annulaire (33) réalisée en une matière souple reliant élas- tiquement ladite partie centrale (32) à l'armature (51) réalisée en une matière rigide et comportant, à sa périphé- rie, le canal de communication (55) entre les deux chambres (25, 26). 2. Ensemble armature-clapet selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la partie centrale (32) a la forme d'un disque et la partie annulaire (33) a la forme d'une couronne concentrique audit disque. 3. Ensemble armature-clapet selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'armature (51) a la forme d'un anneau comportant, d'une part, une portion externe for- mée de deux branches parallèles (52, 53) et reliées entre elles par une branche centrale (54) pour délimiter le canal de communication (55) et, d'autre part, une portion interne (56) plane s'étendant perpendiculairement à la branche cen- traie (54) vers le centre de l'anneau et destinée à être re- liée à la partie annulaire (33) du clapet (31). 4. Ensemble armature-clapet selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie centrale (32) du clapet (31) comporte des organes (34, 35) de limitation en amplitude à basse fréquence dudit clapet. 5. Ensemble armature-clapet selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les organes de limitation en amplitude sont formés par deux pattes supérieures (34) oppo- sées, solidaires de la partie centrale (32) du clapet (31) et s'étendant radialement au-dessus-de la partie annulaire (33) et-par deux pattes inférieures (35) opposées, solidai- res de la partie centrale (32) du clapet (31) et s'étendant radialement au-dessous de ladite partie annulaire (33), les- dites pattes (34, 35) étant décalées de 90 les unes par rapport aux autres. 6. Ensemble armature-clapet selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie annulaire (33) du clapet (31) est reliée à la par- tie centrale (32) dudit clapet et à la portion interne (56) plane de l'armature (51) par collage, par soudure ou par une liaison chimique. 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 ensemble arma- ture-clapet (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes.