Brevet FR2823817A1 — publié le 20021025

SUPPORT ANTI-VIBRATOIRE HYDROELASTIQUE La présente invention concerne le domaine des supports anti-vibratoires destinés à assurer la liaison entre un équipement engendrant des vibrations, et un bâti. De tels supports sont en particulier utilisés dans l'industrie automobile, pour réaliser un support hydroélastique assurant la liaison entre le Groupe MotoPropulseur d'un véhicule automobile et la caisse (ou le berceau moteur). Le principe général de tels supports est connu dans l'art antérieur. Le brevet américain US5899431 décrit un support pour un train roulant de véhicule, comportant deux éléments coaxiaux susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre. On connaît également le brevet francais FR2788822 décrivant un support antivibratoire hydraulique comportant des armatures intérieure et extérieure coaxiales reliées par un corps en élastomère qui délimite deux chambres hydrauliques communiquant entre elles par un passage étranglé. Une armature intermédiaire, noyée dans le corps en élastomère, comporte deux anneaux rigides autour desquels est serrée l' armature extérieure et qui déLordent de cette armature, pour définir deux parties d'extrémité recouvertes par deux portées annulaires du corps en élastomère qui sont en contact radial avec la surface intérieure d'un logement dans lequel est emboîté le support. L' armature extérieure n r est pas en contact avec cette surface, ce qui évite de mouler une couche d'élastomère sur cette armature. Les supports de l'art antérieur présentent un régime de fonctionnement adapté pour le filtrage des basses fréquences. Ils sont par contre inefficaces pour le traitement des fréquences supérieures à quelques dizaines de hertz. La 2 2823817 spécificité d'une pièce hydroélastique est de permettre l'amortissement des vibrations relatives entre deux organes liés élastiquement, par circulation d'un fluide d'une chambre élastique à une autre. Ce phénomène intervient pour une fréquence de sollicitation qui dépend principalement des raideurs de gonflement ou de tenue à la pression de l'enveloppe et des sections équivalentes de piston des parois élastiques limitant les deux chambres, ainsi que de la géométrie (longueur et section) de la colonne de fluide reliant les deux chambres. Habituellement ce phénomène est utilisé pour amortir le mode de suspension verticale du Groupe MotoPropulseur (dit mode de hachis) qui se situe autour de 10 Hz. Pour cela, il est nécessaire de disposer d'une colonne de petite section et grande longueur (rapport longueur/diamètre pouvant aller de 10 à 50). Le but de l' invention est de proposer un support présentant une efficacité pour les basses fréquences, mais aussi de présenter un comportement de type hydroélastique à hautes fréquences (plusieurs centaines de hertz), obtenu par une géométrie spécifique de colonne de fluide reliant deux chambres hydrauliques. On observe à la fréquence souhaitée (dite fréquence de calage) une augmentation ponctuelle de l'amortissement, caractérisé par le déphasage entre le signal d' excitation (vibration du GMP) et le signal de réception (effort injecté dans la caisse du véhicule). Ceci est accompagné d'une variation de la raideur dynamique, elle-même caractérisée par le module (valeur absolue) du rapport entre les amplitudes de ces deux signaux (K = F / X): cette variation correspond à une diminution dans une bande de fréquences inférieures à la fréquence de calage, suivie par une brusque augmentation autour de cette fréquence et d'un plateau stable aux fréquences supérieures. 3 2823817 Les réalisations de l' art antérieur font appel un nombre de pièce élevée et leur coût de fabrication est donc significatif. La présente invention vise à simplifier la réalisation tout en préservant une roLustesse et des performances élevées. Un autre but de l' invention est de réduire l'encombrement du support dans le sens tranevereal du véhicule, et de faire un support moins épais que les supports connus. L' invention concerne selon son acception la plus générale un support anti-vibratoire constitué par un module intérieur pour la solidarisation avec la partie à suspendre et une armature extérieure pour la solidarisation avec le bâti, présentant un logement pour recevoir le module intérieur, les deux armatures étant reliées par une masse en élastomère définissant une chambre de travail reliée à une chambre d'expansion, lesdites chambres contenant un fluide hydroélastique assurant l'amortissement des mouvements relatifs de l' armature extérieure et du module intérieur, caractérisé en ce que l' armature extérieure présente une cloison tranevereale délimitant une première cavité pour recevoir le module intérieur et la chambre de travail formée par surmoulage, et une deuxième cavité constituant une chambre d'expansion, la chambre d'expansion et la chambre de travail étant reliées par un canal de liaison. Avantageusement, ledit canal de liaison est constitué par une rainure formée sur la face avant de l' armature extérieure, débouchant d'une part dans la chambre d' expansion, et d' autre part dans la cloison fermant la chambre de travail. De préférence, le corps en élastomère présente une flasque venant fermer la chambre d' expansion lorsque le corps en élastomère est monté sur l' armature extérieure. Selon une variante préférée, le corps en élastomère présente un insert venant renforcer ladite flasque. Avantageusement, le corps en élastomère présente au moins une protubérance constituant une butée de débattement. Selon une variante, le corps en élastomère présente une butée de débattement formée sur la partie opposée à la chambre de travail, dans l'espace compris entre le module intérieur et l' armature extérieure. Selon une autre variante, le corps en élastomère présent e des but ées de débattement l at é rale s formées de part et d'autre du module intérieur, dans l'espace compris entre le module intérieur et l' armature extérieure. Selon un mode de réalisation avantageux, la chambre de travail est formée entre deux pains porteurs en élastomère disposés en chevron et deux parois latérales. Selon une variante de réalisation, l' armature extérieure présente des pattes rabattables pour assurer le verrouillage du module intérieur après insertion. Selon une variante, le module intérieur présente une membrane souple communiquant avec la chambre d' expansion. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple non limitatif de réalisation, faisant référence aux dessins annexés o: - la figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un support selon l' invention; les figures 2 et 3 représentent des vues du module intérieur respectivement de trois quart avant et de trois quart arrière; - les figures 4 et 5 représentent des vues de l' armature extérieure respectivement de trois quart avant et de trois quart arrière; - les figures 6 et 7 représentent des vues du support assemblé respectivement de trois quart avant et de trois quart arrière; - les figures 8 et 9 représentent des vues de l' armature intérieure et du tube de liaison. 2823817 Le support selon l' invention est constitué par un module intérieur (1) et une armature extérieure (2). Ces deux parties sont emboîtées pour former un support hydroélastique. Le module intérieur est formé par surmoulage d'un tube de liaison (3) et d'une armature intérieure (4). Le tube de liaison (3) est constitué par un profilé d'aluminium de section trapézoïdal, représenté en figure 9. Elle présente un trou horizontal (5) permettant le vissage du support sur la main moteur par exemple. Pour l'allègement de cette pièce, elle présente des canaux (70 à 73). Cette liaison pourrait aussi être assurée par emmanchement direct de la main moteur dans une armature tubulaire en acier. Le module intérieur (1) est représenté en figure 2 et 3. L' armature intérieure (4) est réalisée en acier ou en aluminium. Elle présente une forme générale d'équerre à 90 . Elle est représentée en vue détaillée en figure 8. L'une des ailes (10) présente une lumière (20) servant de logement à une membrane surmoulée (35). Cette aile (10) assure la fermeture de la chambre d'expansion (30). Elle est revêtue sur sa surface intérieure par un élastomère assurant l'étanchéité de la chambre d'expansion (30) et du canal de liaison (60). Elle reçoit une membrane souple (35) formant une paroi déformable assurant une variation de volume de la chambre de travail (40). Les chambres 30 et 40 contiennent un fluide antigel assurant l'amortissement des mouvements relatifs de l' armature extérieure 2 et du module intérieur 1. L'autre aile (11) s'étend perpendiculairement, et présente également une lumière (18) assurant la communication avec la chambre de travail (40). Elle se prolonge latéralement par des zones d'appui (74, 75) des pains porteurs (16, 17). Cette aile tranevereale (11) présente des arêtes latérales (25) convergentes, avec une pente de quelques degrés (environ 3 ). Ces arêtes (25) sont revêtues d'un élastomère. 6 2823817 Lorsque le module intérieur est introduit par glissement dans le module extérieur, ces arêtes (25) viennent coopérer avec la rainure (66) et assurent l'étanchéité dans le plan horizontal. La forme convergente des arêtes assure une compression qui augmente en fonction de l'enfoncement du module intérieur dans le module extérieure. Le profil périphérique (25) de l' armature intérieure (4) assure la liaison entre le module intérieur (1) et l' armature extérieure (2). Le module intérieur est représenté en figures 4 et 5. Un corps en élastomère (15) s'étend entre le tube de liaison (3) et l' armature intérieure (4). Ce corps entoure une chambre de travail (40) de forme sensiblement pyramidale, délimitée par les pains porteurs (16, 17) disposés en chevron, 1S et les parois latérales de fermeture (12, 14). Le corps en élastomère présente par ailleurs des butées de débattement vertical (26) et latéral (27, 28), correspondant, pour une application de support de bloc moteur, respectivement à: À la butée de détente À la butée pleine charge de marche avant À la butée rétro de marche arrière. L' armature (2) est réalisée en aluminium moulé par injection. La partie supérieure présente une cavité (50) fermée suivant le sens longitudinal du véhicule, pour permettre la reprise des efforts des butées de débattement. Les faces intérieures (51, 52 et 53) forment des surfaces de reprise des efforts coopérant respectivement avec la butée de détente (26), la butée de marche avant (27) et la butée de marche arrière (28). Dans un exemple particulier de réalisation, les butées (26, 27, 28) sont réalisées en un élastomère de dureté différente, idéalement supérieure à celle de l'élastomère formant la fonction porteuse, et constituant les pains (12, 7 2823817 14, 16, 17). Une telle réalisation permet d'optimiser les fonctions remplies par les butées d'une part et par les pains d'autre part, et impliquent la bi-injection de deux élastomères lors de la fabrication du module intérieur. La partie inférieure présente une cavité (30) formant la chambre d' expansion. Elle est délimitée par une cloison (56) fermée, l'autre face frontale (45) étant fermée par l'aile (10) du module intérieur qui comporte une membrane (35) venue de moulage. Un clapet (non représenté) peut former une paroi mobile assurant un découplage hydraulique entre la chambre de travail (40) et la chambre d'expansion (30). L' armature extérieure (2) présente un logement (32) formé par une cavité présentant des rainures perpendiculaires [non représentées] à la face frontale (45) et situées dans les parois (37, 38). Ce clapet permet de découpler le fonctionnement aux fréquences d' environ 150 Hz, par rapport aux fréquences correspondant à la zone de hachis de fréquence inférieure, de l'ordre de >3 à 12 Hz. La partie inférieure présente par ailleurs un canal (60) s'étend sur une bordure entourant la face frontale (45). Ce canal (60) débouche d'une part dans la chambre de travail (40), et diautre part dans la chambre d'expansion (30). La longueur de ce canal est accordée en fonction de la fréquence du mode de hachis dont on cherche à assurer l'amortissement. Une rainure (66) située dans le plan horizontal permet de recevoir le bord extérieur horizontal revêtu de caoutchouc (49) de l' armature intérieure. Sa forme est déterminée pour assurer la fermeture étanche de l' ensemble. Elle présente la même pente que celle de l'aile transvereale (11) du module intérieur (1). 8 2823817 L' armature extérieure (2) présente des trous de fixations (54, 55) destinés à la fixation de l' ensemble assemblé sur une structure telle la carrosserie. Les deux composants sont emboîtés l'un dans l'autre pour former un ensemble étanche. L' armature extérieure présente des ailes périphériques (68) destinées à être rabattues sur l'aile (10) du module intérieur, afin d' assurer la fermeture définitive de l' ensemble. La côte extérieure de longueur et de largeur du caoutchouc (49) est supérieure à celle de la rainure (66) pour la partie dans le plan horizontal. Le caoutchouc situé sur l'aile (10) de l' armature (4), côté intérieur, assure l'étanchéité dans le plan vertical. La membrane (35) ferme la chambre d'expansion et absorbe les variations de volume et de pression. 9 2823817 REVEND I CAT I ONS 1 - Support anti-vibratoire constitué par un module intérieur (1) pour la solidarisation avec la partie à suspendre et une armature extérieure (2) pour la solidarisation avec le bâti, présentant un logement pour recevoir le module intérieur (1), les deux armatures étant reliées par une masse en élastomère définissant une chambre de travail (40) reliée à une chambre d'expansion (30), lesdites chambres contenant un fluide antigel assurant l'amortissement des mouvements relatifs de l' armature extérieure (2) et du module intérieur (1), caractérisé en ce que l' armature extérieure (2) présente une cloison traneversale délimitant une première cavité pour recevoir le module intérieur (1) et la chambre de travail (40) formée par surmoulage, et une deuxième cavité constituant une chambre d'expansion (30), la chambre d'expansion (30) et la chambre de travail (40) étant reliées par un canal de liaison (60). 2 - Support anti-vibratoire selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit canal de liaison (60) est constitué par une rainure formée sur la face avant de l' armature extérieure (2), débouchant d'une part dans la chambre d'expansion (30), et d'autre part dans la cloison fermant la chambre de travail (40). 3 - Support anti-vibratoire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le corps en élastomère présente une flasque venant fermer la chambre d' expansion (30) lorsqu'elle le corps en élastomère est monté sur l' armature extérieure (2). 2823817 4 - Support anti-vibratoire selon la revendication 3 caractérisé en ce que le corps en élastomère présente un insert (4) venant renforcer ladite flasque. 5 - Support anti-vibratoire selon l'une quelcouque des revendi cat ions précédentes caractéri sé en ce que le corps en élastomère présente au moins une proLubérance constituant une butée de débattement (26, 27, 28) qui peut être réalisée en un élastomère de dureté différente de celui du corps porteur. 6 - Support anti-vibratoire selon la revendication caractérisé en ce que le corps en élastomère présente une butée de débattement (26) formée sur la partie opposoe à la 1S chambre de travail (40), dans l'espace compris entre le module intérieur (1) et l' armature extérieure (2). 7 - Support anti-vibratoire selon la revendication caractérisé en ce que le corps en élastomère présente des butées de débattement latérales (27, 28) formées de part et d'autre du module intérieur (1), dans l'espace compris entre le module intérieur (1) et l' armature extérieure (2). 8 - Support anti-vibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la chambre de travail (40) est formée entre deux pains porteurs (16, 17) en élastomère et deux parois de fermeture (12, 14) assurant la résistance à la pression. 9 - Support anti-vibratoire selon la revendication 8 caractérisé en ce que lesdits pains porteurs (16, 17) sont disposés en chevron. 1 1 2823817 - Support anti-vibratoire selon l'une quelcouque des revendications précédentes caractérisé en ce que l' armature extérieure (2) présente des pattes rabattables (68) pour assurer le verrouillage du module intérieur (1) après S insertion. 11 - Support anti-vibratoire selon l'une quelcouque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une membrane souple (35) entre la chambre de travail et la chambre d'expansion (30). 12 - Support anti-vibratoire selon l'une quelcouque des revendi cat ions précédentes caractéri sé en ce que le module intérieur présente une aile frontale (10) dont la face arrière est revêtue par un élastomère, cette face arrière venant en contact étanche avec la face frontale (45) du module extérieur (2). 13 - Support anti-vibratoire selon l'une quelcouque des revendications précédentes caractérisé en ce que le module intérieur présente une aile tranevereale (11), perpendiculaire à l'aile frontale (10), dont la tranche (25) est revêtue par un élastomère (49), cette face tranche venant en contact étanche avec la rainure (66) du module extérieur (2). 14 - Support anti-vibratoire selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'aile transversale (11) présente des arêtes latérales (25) convergentes assurant une compression augmentant en fonction de l' engagement du module intérieur dans le module extérieur (2). - Support anti-vibratoire selon la revendication 12 caractérisé en ce que la côte extérieure de longueur et de 12 2823817 largeur du caoutchouc (49) est supérieure à celle de la