Brevet FR2812361A1 — publié le 20020201

Support antivibratoire hydraulique à commande pneumatique et véhicule automobile comportant un tel support. La présente invention est relative aux supports antivibratoires hydrauliques à commande pneumatique et aux systèmes antivibratoires comportant de tels supports. Plus particulièrement, l'invention concerne un support antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre deux éléments rigides et comportant: - des première et deuxième armatures rigides destinées à être fixées aux deux éléments rigides à réunir, - un corps en élastomère qui relie entre elles les deux armatures et qui délimite partiellement une chambre de travail remplie de liquide, ce corps en élastomère étant adapté pour supporter une charge statique orientée selon un axe central, - une paroi souple en élastomère formant deux poches adjacentes qui délimitent respectivement une chambre de compensation et une chambre hydraulique supplémentaire remplies de liquide, et reliées à la chambre de travail respectivement par un premier passage étranglé et par un deuxième passage, - une cloison rigide qui s'étend perpendiculairement à l'axe central et qui est solidaire de la deuxième armature, ladite cloison rigide séparant la chambre de travail d'avec la chambre de compensation et d'avec la chambre hydraulique supplémentaire, - une coupelle de protection rigide recouvrant la paroi souple et englobant la chambre de compensation et la chambre hydraulique supplémentaire, cette coupelle de protection présentant un fond et une paroi latérale périphérique fixée à la deuxième armature, - un godet rigide qui présente une paroi latérale annulaire s'étendant selon l'axe central entre un fond fermé et une extrémité ouverte, ledit godet étant appliqué contre la paroi souple en serrant ladite paroi souple avec étanchéité contre la cloison rigide autour de la deuxième poche formée par ladite paroi souple, de façon à séparer la chambre de compensation et la chambre hydraulique supplémentaire, et ledit godet présentant une surface intérieure qui délimite avec ladite deuxième poche une chambre pneumatique communiquant avec un conduit pneumatique. Le document FR-A-2 782 764 décrit un exemple d'un tel support antivibratoire, qui donne toute satisfaction, notamment vis à vis de l'atténuation des vibrations aux fréquences de ralenti d'un moteur monté sur une caisse de véhicule au moyen du support antivibratoire. Il peut toutefois s'avérer souhaitable de perfectionner encore les supports antivibratoires de ce type, notamment afin de faciliter les déformations de la première poche de la paroi souple. De plus, la deuxième poche de la paroi souple de ce support connu est elle-même assez rigide et est conçue spécifiquement pour entrer en vibration sous l'effet de pressions et dépressions alternées générées dans la chambre pneumatique, mais il serait souhaitable d'assouplir cette deuxième poche afin qu'elle puisse se déformer librement sous le seul effet des variations de volume de la chambre de travail, notamment lors du fonctionnement du moteur au ralenti si le support antivibratoire supporte un moteur, afin d'éviter d'avoir à commander positivement les déplacements de ladite deuxième poche. La présente invention a notamment pour but de résoudre ces problèmes techniques. A cet effet, selon l'invention, un support antivibratoire du genre en question est caractérisé: - en ce que la chambre hydraulique supplémentaire est voisine de la paroi latérale de la coupelle de protection, - en ce que la chambre de compensation est juxtaposée à la chambre hydraulique supplémentaire sans entourer ladite chambre hydraulique supplémentaire, ladite chambre de compensation étant en contact avec la cloison rigide sur une première surface supérieure à 4 fois une deuxième surface de ladite cloison rigide en contact avec la chambre hydraulique supplémentaire, - et en ce que le godet s'étend parallèlement à l'axe central jusqu'au fond de la coupelle de protection, la deuxième poche de la paroi souple s'étendant au repos jusqu'au voisinage du fond dudit godet. Grâce à ces dispositions: - la chambre de compensation est aisément déformable compte tenu de sa conformation d'un seul tenant et de son grand volume, - et la chambre hydraulique supplémentaire est elle-même aisément déformable, le cas échéant sous le seul effet des variations de volume de la chambre de travail, ce qui permet éventuellement d'éviter de commander positivement les déplacements de la deuxième poche souple. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la cloison rigide comporte une partie centrale dotée d'un clapet de découplage formé par une membrane souple en élastomère qui sépare la chambre de travail et la chambre de compensation et qui est adaptée pour vibrer avec un débattement limité entre ces deux chambres, le deuxième passage étant disposé radialement à l'extérieur dudit clapet de découplage, et la chambre de compensation étant disposée sensiblement en correspondance avec le clapet de découplage; - la cloison rigide comporte deux grilles communiquant respectivement avec la chambre de travail et la chambre de compensation pour limiter le débattement du clapet de découplage, l'extrémité libre du godet étant disposée radialement à l'extérieur de la grille qui communique avec la chambre de compensation, en regard d'une partie pleine appartenant à ladite cloison rigide; - le deuxième passage est un passage étranglé, lesdits premier et deuxième passages étranglés étant dimensionnés pour présenter respectivement des première et deuxième fréquences de résonance différentes, la première fréquence de résonance étant inférieure à 20 Hz et la deuxième fréquence de résonance étant comprise entre 20 et Hz; - la paroi souple en élastomère comporte un bord périphérique qui est serré avec étanchéité entre la paroi latérale de la coupelle de protection et la cloison rigide, l'extrémité ouverte de la paroi latérale du godet étant conformée sensiblement en segment de cercle et présentant d'une part, un tronçon courbe qui longe la paroi latérale de la coupelle de protection et d'autre part, un tronçon sensiblement rectiligne qui sépare la chambre de compensation et la chambre hydraulique supplémentaire; - le deuxième passage s'étend sensiblement parallèlement à l'axe central. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant: - une caisse supportant un moteur par au moins un support antivibratoire hydraulique tel que défini ci- dessus, - une vanne à trois voies montée dans le véhicule indépendamment du support antivibratoire et adaptée pour faire communiquer la chambre pneumatique du support antivibratoire, soit avec une source de dépression, soit avec l'atmosphère, - et un dispositif de commande monté dans le véhicule indépendamment du support antivibratoire et adapté pour actionner la vanne à trois voies de façon à faire communiquer la chambre pneumatique du support antivibratoire avec l'atmosphère lorsque le moteur du véhicule fonctionne à un régime inférieur à une limite prédéterminée, et de façon à faire communiquer la chambre pneumatique du support antivibratoire avec la source de dépression lorsque le moteur du véhicule fonctionne à un régime supérieur à ladite limite prédéterminée. Cette limite prédéterminée peut correspondre notamment à un régime du moteur qui génère des vibrations de fréquence comprise entre 20 et 100 Hz et au moins égale à ladite deuxième fréquence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile dont le moteur est porté par au moins un support antivibratoire hydraulique selon une forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe verticale du support antivibratoire du véhicule de la figure 1, dans un état de fonctionnement correspondant au régime de ralenti du moteur, - la figure 3 est une vue éclatée en perspective montrant la paroi souple en élastomère qui délimite les deux chambres de compensation du support antivibratoire de la figure 2, et un insert en forme de godet qui englobe l'une de ces chambres, - et la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, montrant le support antivibratoire dans son état correspondant au roulage du véhicule. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un véhicule automobile V dont la caisse C supporte un moteur M au moyen d'au moins un support antivibratoire hydraulique S tel que celui représenté sur la figure 2. Ce support antivibratoire S comporte: - une première armature rigide 1 présentant la forme d'une embase métallique solidaire d'une pièce métallique intermédiaire 2 et d'un goujon 3 qui est dirigé vers le haut dans une direction proche de l'axe vertical Z et qui est destiné à être fixé par exemple au moteur M du véhicule, - une deuxième armature 4 qui est destinée à être fixée par exemple à la caisse C du véhicule et qui comporte notamment une couronne métallique 6, - et un corps en élastomère 5 capable de supporter notamment les efforts statiques dus au poids du moteur M, ce corps en élastomère pouvant présenter par exemple une forme de cloche qui s'étend entre un sommet surmoulé et adhérisé sur l'embase 1 et une base annulaire surmoulée et adhérisée sur la couronne métallique 6. Dans l'exemple représenté, une cloche métallique rigide 7 dont le pourtour est solidarisé avec la couronne 6, présente une ouverture supérieure traversée par la pièce intermédiaire 2 et le goujon 3. Cette cloche englobant le corps en élastomère 5 ainsi que l'embase 1 de façon à limiter les débattements relatifs entre les première et deuxième armatures 1, 4 par butée d'un bourrelet 8 en élastomère, formé sur le pourtour de l'embase 1, contre la surface intérieure de ladite cloche 7. De plus, une jupe souple de protection 7a en élastomère est surmoulée et adhérisée sur la pièce intermédiaire 2, et cette jupe est emboîtée autour de la cloche 7. Par ailleurs, le support S comporte en outre une coupelle de protection inférieure 9, réalisée en tôle. Cette coupelle comportant un fond horizontal 9a qui est prolongé vers le haut par une paroi latérale périphérique comprenant une première portion tronconique 9b, puis un rebord annulaire sensiblement horizontal 9c, puis une portion cylindrique 9d qui se termine par un rabat serti 10 qui englobe les périphéries respectives de la couronne métallique 6 et de la cloche 7 de façon que la coupelle 9, la couronne 6 et la cloche 7 forment ensemble la deuxième armature 4 susmentionnée. Cette deuxième armature 4 est solidaire d'une cloison rigide 11, qui s'étend perpendiculairement à l'axe Z et qui est serrée entre la base du corps en élastomère 5 et le rebord 9c de la coupelle de protection. Cette cloison comprend une coque évidée 12, réalisée par exemple par moulage en alliage léger et comprenant dans sa partie centrale une grille inférieure 13 au-dessus de laquelle est évidé un logement 14 recouvert par une plaque de tôle 15 dans laquelle est également ménagée une grille ajourée 16 en correspondance avec le logement 14. Un clapet de découplage 17, qui se présente sous la forme d'une membrane souple en élastomère, est monté dans le logement 14 avec un faible jeu dans la direction de l'axe Z, le jeu du clapet 17 pouvant être par exemple de l'ordre de 0,5 à 1 mm de façon que le clapet 17 puisse vibrer librement parallèlement à l'axe Z. Par ailleurs, le support S comporte une paroi souple en élastomère 18, visible également sur la figure 3 et formant deux poches ou soufflets 19, 20 juxtaposées en regard de la cloison rigide 11, ces poches 19, 20 étant séparées l'une de l'autre par une zone 21 de la paroi souple 18 qui est appliquée avec étanchéité contre une partie pleine de la coque rigide 12 disposée radialement à l'extérieur de la grille 13. La poche 20 de la paroi souple 18 est entourée par un insert rigide 22 en forme de godet, réalisé par exemple en matière plastique et présentant un fond horizontal 22a disposé contre le fond 9a de la coupelle de protection et prolongé vers le haut par une paroi latérale 22b qui s'étend jusqu'à une extrémité annulaire ouverte 22c, 22d. Cette extrémité ouverte du godet 22 est appliquée contre la face inférieure de la paroi souple 18 autour de la deuxième poche 20, en serrant ladite paroi souple contre des parties pleines de la coque rigide 12 de façon à créer une séparation étanche entre les volumes intérieurs des poches 19, 20. Avantageusement, le godet 22 est placé contre la partie tronconique 9b de la paroi latérale de la coupelle de protection 9, et l'extrémité annulaire ouverte du godet présente: - d'une part, un tronçon courbe 22c qui peut être par exemple en forme d'arc de cercle et qui longe ladite partie tronconique 9b de la coupelle 9, - et d'autre part, un tronçon rectiligne 22d qui est disposé en regard de la zone de séparation 21 de la paroi souple 18. Le support antivibratoire délimite ainsi trois chambres hydrauliques remplies de liquide, savoir: - une chambre de travail A délimitée entre la surface intérieure du corps en élastomère 5 et la plaque de tôle 15 de la cloison rigide 11, - une première chambre de compensation B délimitée entre la face inférieure de la coque rigide 12 et la poche souple 19, cette première chambre de compensation B communiquant avec la chambre de travail A au moyen d'un passage étranglé C qui, dans l'exemple représenté, est ménagé dans la base du corps en élastomère 5 et dans la cloison rigide 11, ce passage étranglé C étant dimensionné pour présenter une fréquence de résonance inférieure à Hz et généralement voisine de 10 Hz, - et une deuxième chambre de compensation D, qui est délimitée entre la face inférieure de la coque rigide 12 et la deuxième poche 20 de la paroi souple en élastomère, cette deuxième chambre de compensation étant en contact avec la face inférieure de la cloison 11 sur une surface par exemple 4 à 8 fois plus petite que la surface de contact entre la chambre B et la face inférieure de la cloison 11, et ladite chambre D communiquant avec la chambre de travail A par l'intermédiaire d'un passage étranglé E percé parallèlement à l'axe Z dans la cloison rigide 11 et dimensionné pour présenter une fréquence de résonance comprise avantageusement entre 20 et 80 Hz, correspondant à la fréquence des vibrations générées par le moteur M lorsqu'il fonctionne en régime de ralenti. Par ailleurs, la face supérieure du clapet 17 communique avec la chambre de travail A tandis que la chambre de compensation B communique avec la face inférieure dudit clapet, lequel clapet forme une barrière étanche entre les deux chambres, notamment lorsqu'il est en position de butée contre l'une des grilles 13, 16. La conformation d'un seul tenant de la chambre de compensation B permet à la poche souple 19 qui délimite cette chambre de se déformer aisément pour absorber les variations de volume de la chambre de travail A. Il en va de même pour la chambre de compensation D, qui s'étend avantageusement sur toute la hauteur du godet 22 et présente ainsi un volume relativement important. Enfin, le godet 22 délimite avec la surface extérieure de la poche souple 20, une chambre pneumatique P qui communique avec un raccord 23 ménagé dans le fond 22a du godet et traversant le fond 9a de la coupelle de protection. Ce raccord 23 communique lui-même, par l'intermédiaire d'un conduit, avec une vanne à trois voies 24 qui est adaptée pour faire communiquer la chambre pneumatique P soit avec une source de dépression 25 (DEP.) constituée par exemple par un circuit de vide utilisé pour l'assistance de freinage du véhicule, soit avec l'atmosphère. La vanne à trois voies 24 peut être constituée avantageusement par une électrovanne commandée par un circuit électronique de commande 26 (CALC.) tel que le calculateur de bord du véhicule, lui-même raccordé à un capteur 27 (RPM) donnant le régime du moteur. La vanne 24 et le calculateur 26 sont montés dans le véhicule indépendamment du support S, de sorte que ce support peut présenter des dimensions relativement faibles et est facile à intégrer dans le véhicule V. Ainsi, lorsque le moteur du véhicule fonctionne au ralenti, c'est-àdire lorsque le capteur 27 indique un régime inférieur à une limite prédéterminée correspondant par exemple à une fréquence de vibrations comprise entre 20 et 100 Hz, le circuit de commande 26 actionne la vanne 24 pour qu'elle fasse communiquer la chambre pneumatique P avec l'atmosphère, comme représenté sur la figure 2. Dans ce mode de fonctionnement, les vibrations du moteur M sont transmises à la chambre de travail A par le corps en élastomère 5, ce qui provoque des fluctuations de volume de ladite chambre de travail qui sont absorbées: - pour une faible partie par le clapet de découplage 17 oscillant entre les deux grilles 13, 15, - et pour une large partie par les déformations de la chambre de compensation D: compte tenu de la fréquence de résonance du passage étranglé E qui correspond sensiblement à la fréquence des vibrations émises par le moteur au ralenti, ledit passage étranglé E est alors le siège de phénomènes de résonance qui permettent d'amortir efficacement les vibrations du moteur. En revanche, pendant le roulage du véhicule, c'est- à-dire pour un régime moteur supérieur à ladite limite prédéterminée, le circuit de commande 26 actionne la vanne 24 de façon que la chambre pneumatique P communique avec la source de dépression 25, de sorte que la poche souple 20 est alors maintenue appliquée contre la surface intérieure du godet 22 comme représenté sur la figure 4. Dans ce mode de fonctionnement, tout se passe comme si la chambre de compensation D n'existait plus, et le support antivibratoire fonctionne de façon classique: - d'une part, en filtrant les vibrations de faible amplitude (par exemple inférieure à 0,5 ou 1 mm) et de relativement grande fréquence (par exemple, supérieure à Hz), au moyen du clapet 17, - et d'autre part, en amortissant les vibrations de faible fréquence (par exemple inférieure à 20 Hz) et de grande amplitude (par exemple, supérieure à 1 mm) par les transferts de liquide entre les chambres de compensation A et B à travers le passage étranglé C. REVENDICATIONS 1. Support antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre deux éléments rigides (M, C) et comportant: - des première et deuxième armatures (1, 4) rigides destinées à être fixées aux deux éléments rigides à réunir, - un corps en élastomère (5) qui relie entre elles les deux armatures (1, 4) et qui délimite partiellement une chambre de travail (A) remplie de liquide, ce corps en élastomère étant adapté pour supporter une charge statique orientée selon un axe central (Z), - une paroi souple en élastomère (18) formant deux poches adjacentes (19, 20) qui délimitent respectivement une chambre de compensation (B) et une chambre hydraulique supplémentaire (D) remplies de liquide et reliées à la chambre de travail (A) respectivement par un premier passage étranglé (C) et par un deuxième passage (E), - une cloison rigide (11) qui s'étend perpendiculairement à l'axe central (Z) et qui est solidaire de la deuxième armature (4), ladite cloison rigide séparant la chambre de travail (A) d'avec la chambre de compensation et d'avec la chambre hydraulique supplémentaire (D), - une coupelle de protection rigide (9) recouvrant la paroi souple (18) et englobant la chambre de compensation (B) et la chambre hydraulique supplémentaire (D), cette coupelle de protection présentant un fond (9a) et une paroi latérale périphérique (9b, 9c, 9d) fixée à la deuxième armature (4), - un godet rigide (22) qui présente une paroi latérale annulaire (22b) s'étendant selon l'axe central (Z) entre un fond (22a) fermé et une extrémité ouverte (22c, 22d), ledit godet étant appliqué contre la paroi souple (18) en serrant ladite paroi souple avec étanchéité contre la cloison rigide (11) autour de la deuxième poche (20) formée par ladite paroi souple, de façon à séparer la chambre de compensation (B) et la chambre hydraulique supplémentaire (D), et ledit godet présentant une surface intérieure qui délimite avec ladite deuxième poche une chambre pneumatique (P) communiquant avec un conduit pneumatique (23), caractérisé en ce que la chambre hydraulique supplémentaire (D) est adjacente à la paroi latérale (9b-9d) de la coupelle de protection, en ce que la chambre de compensation (B) est juxtaposée à la chambre hydraulique supplémentaire (D) sans entourer ladite chambre hydraulique supplémentaire, ladite chambre de compensation étant en contact avec la cloison rigide (11) sur une première surface supérieure à 4 fois une deuxième surface de ladite cloison rigide en contact avec la chambre hydraulique supplémentaire (D), et en ce que le godet (22) s'étend parallèlement à l'axe central (Z) jusqu'au fond (9a) de la coupelle de protection, la deuxième poche (20) de la paroi souple s'étendant au repos jusqu'au voisinage du fond dudit godet. 2. Support antivibratoire selon la revendication 1, dans lequel la cloison rigide (11) comporte une partie centrale dotée d'un clapet de découplage (17) formé par une membrane souple en élastomère qui sépare la chambre de travail (A) et la chambre de compensation (B) et qui est adaptée pour vibrer avec un débattement limité entre ces deux chambres, le deuxième passage (E) étant disposé radialement à l'extérieur dudit clapet de découplage (17), et la chambre de compensation (B) étant disposée sensiblement en correspondance avec le clapet de découplage (17). 3. Support antivibratoire selon la revendication 2, dans lequel la cloison rigide (11) comporte deux grilles (13, 16) communiquant respectivement avec la chambre de travail (A) et la chambre de compensation (B) pour limiter le débattement du clapet de découplage (17), l'extrémité libre (22c, 22d) du godet étant disposée radialement à l'extérieur de la grille (13) qui communique avec la chambre de compensation (B), en regard d'une partie pleine appartenant à ladite cloison rigide. 4. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième passage (E) est un passage étranglé, lesdits premier et deuxième passages étranglés étant dimensionnés pour présenter respectivement des première et deuxième fréquences de résonance différentes, la première fréquence de résonance étant inférieure à 20 Hz et la deuxième fréquence de résonance étant comprise entre 20 et 80 Hz. 5. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi souple en élastomère (18) comporte un bord périphérique qui est serré avec étanchéité entre la paroi latérale (9a-9d) de la coupelle de protection et la cloison rigide (11), l'extrémité ouverte de la paroi latérale du godet étant conformée sensiblement en segment de cercle et présentant d'une part, un tronçon courbe (22c) qui longe la paroi latérale (9b-9d) de la coupelle de protection et d'autre part, un tronçon sensiblement rectiligne (22d) qui sépare la chambre de compensation (B) et la chambre hydraulique supplémentaire (D). 6. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième passage (E) s'étend sensiblement parallèlement à l'axe central (Z). 7. Véhicule automobile comportant: - une caisse (C) supportant un moteur (M) par au moins un support antivibratoire hydraulique (S) selon l'une quelconque des revendications précédentes, - une vanne à trois voies (24) montée dans le véhicule (V) indépendamment du support antivibratoire (S) et adaptée pour faire communiquer la chambre pneumatique (P) du support antivibratoire, soit avec une source de dépression (25), soit avec l'atmosphère, - et un dispositif de commande (26) monté dans le véhicule (V) indépendamment du support antivibratoire (S) et adapté pour actionner la vanne à trois voies (24) de façon à faire communiquer la chambre pneumatique (P) du support antivibratoire avec l'atmosphère lorsque le moteur (M) du véhicule fonctionne à un régime inférieur à une limite prédéterminée, et de façon à faire communiquer la chambre pneumatique du support antivibratoire avec la source de dépression lorsque le moteur du véhicule fonctionne à un régime supérieur à ladite limite prédéterminée. 8. Véhicule selon la revendication 7, dans lequel ladite limite prédéterminée correspond à un régime du moteur qui génère des vibrations de fréquence comprise entre 20 et 100 Hz et au moins égale à ladite deuxième fréquence.