Brevet FR2910577A1 — publié le 20080627

L'invention concerne un dispositif de découplage fréquentiel d'une première pièce par rapport à une deuxième pièce, ainsi qu'une articulation hydro élastique comprenant un tel dispositif de découplage fréquentiel. L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine des véhicules automobiles, notamment dans le cadre de la liaison au sol d'un tel véhicule. En particulier, l'articulation hydro élastique peut former une rotule de triangle d'un train avant de véhicule automobile dont la fonction principale est le maintien du plan de roue. En effet, la liaison au sol doit être réalisée par l'intermédiaire de dispositifs de découplage fréquentiel qui sont agencés pour filtrer les bruits de roulage sur le sol, lesdits dispositifs étant interposés entre la suspension du véhicule et son châssis. Pour ce faire, il est connu d'utiliser des articulations hydro élastiques qui, en fonction de leurs caractéristiques propres, permettent : un guidage suffisant par leurs raideurs statiques ; - un débattement de suspension par l'acceptation de débattements linéaires, torsionnels ou coniques ; et une isolation vibratoire par leurs raideurs dynamiques. En fonction des applications envisagées, on connaît un grand nombre de configurations d'articulations hydro élastiques qui sont agencées pour remplir les trois fonctions mentionnées ci-dessus. Toutefois, aucune des configurations connues ne permet de combiner des valeurs de raideurs dynamiques et statiques qui sont agencées pour remplir ces fonctions dans une plage de filtrage comprise entre 180 Hz et 800 Hz. Or, le roulage génère dans cette plage de fréquences des bruits dit de macro rugosité , qu'il convient donc de filtrer de façon satisfaisante sans détériorer les fonctions de guidage et de débattement de l'articulation hydro élastique. 2910577 2 L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant un dispositif de découplage fréquentiel notamment dans une plage de fréquences comprise entre 180 Hz et 800 Hz, ainsi qu'une articulation hydro élastique qui permet d'assurer le guidage, le débattement et le filtrage dans une telle plage de 5 fréquences. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif de découplage fréquentiel d'une première pièce par rapport à une deuxième pièce, ledit dispositif comprenant une armature extérieure rigide qui est destinée à être 10 solidarisée à la première pièce et, disposée à l'intérieur ladite armature extérieure, une armature intérieure rigide qui est destinée à être solidarisée à la deuxième pièce, un élément élastiquement déformable étant interposé entre lesdites armatures de sorte à former entre lesdites armatures au moins une chambre annulaire contenant un liquide, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite 15 chambre présentant un périmètre intérieur Pint , une hauteur moyenne H sur ledit périmètre et une épaisseur moyenne ( E sur ledit périmètre, l'épaisseur E ≤ ('';nt /27r)' x H moyenne E remplit la condition suivante : 200000 , le périmètre intérieur Pint , la hauteur moyenne H et l'épaisseur moyenne E étant exprimés en millimètres. 20 De préférence, la chambre annulaire a une forme de révolution ou une forme cylindrique ou une forme cylindrique de révolution. De préférence, l'épaisseur moyenne E de la chambre est inférieure à 4 mm, 25 notamment comprise entre 0,5 mm et 2 mm. De préférence, l'épaisseur de l'élément élastiquement déformable est égale à l'épaisseur E de la chambre. 30 De préférence, la chambre est prévue radialement en regard de respectivement une paroi axiale de chacune des armatures. 2910577 3 De préférence, l'élément élastiquement déformable comprend une couronne supérieure et une couronne inférieure qui délimitent axialement la chambre en formant respectivement un joint d'étanchéité pour ladite chambre. 5 De préférence, l'élément élastiquement déformable comprend en outre une couronne intermédiaire qui, avec respectivement les couronnes supérieure et inférieure, délimite deux espaces dans la chambre de liquide, ladite couronne intermédiaire étant discontinue de sorte à former des passages de liquide entre 10 les deux espaces. De préférence, la couronne supérieure et/ou la couronne inférieure présente au moins une onde qui s'étend à l'intérieur de la chambre. De préférence encore, la couronne supérieure comprend deux ondes qui sont symétriques par rapport à un 15 plan longitudinal de la chambre, deux ondes étant prévues sur la couronne inférieure en étant respectivement disposées en regard d'une onde de la couronne supérieure. Selon une variante de l'invention, la chambre présente une géométrie conique de 20 révolution. De préférence, l'élément élastiquement déformable est surmoulé sur l'armature intérieure. Alternativement, les couronnes supérieure et/ou inférieure sont rapportées sur l'armature intérieure. Selon un mode de réalisation de l'invention, le volume de la chambre est au moins partiellement formé par une déformation de l'armature extérieure. Selon un deuxième aspect, l'invention propose une articulation hydro élastique 30 comprenant un tel dispositif de découplage fréquentiel ladite articulation comprenant un organe rigide qui est disposé à l'intérieur de l'armature intérieure, ledit organe étant associé à ladite armature par l'intermédiaire d'un corps élastiquement déformable. 25 2910577 4 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de découplage 5 fréquentiel selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; les figures 3 sont des vues en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 10 respectivement avant (figure 3a) et après (figure 3b) assemblage de l'armature extérieure ; les figures 4 sont des vues d'une articulation hydro élastique selon une première variante du mode de réalisation des figures 3, respectivement en coupe longitudinale (figure 4a) et en perspective sans l'armature extérieure 15 (figure 4b) la figure 5 est une vue en perspective d'une articulation hydro élastique selon une deuxième variante du mode de réalisation des figures 3, sur laquelle l'armature extérieure n'est pas représentée ; les figures 6 sont des vues en coupe longitudinale d'une articulation hydro 20 élastique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement avant disposition de l'élément élastiquement déformable (figure 6a), après disposition de l'élément élastiquement déformable (figure 6b) et après disposition de l'armature extérieure (figure 6c) ; la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro 25 élastique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; les figures 8 et 9 sont des vues en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique incorporant une butée radiale selon respectivement un quatrième et un cinquième mode de réalisation de l'invention ; la figure 10 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro 30 élastique selon un sixième mode de réalisation de l'invention ; la figure 11 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique selon un septième mode de réalisation de l'invention ; 2910577 5 la figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique selon un huitième mode de réalisation de l'invention ; la figure 13 est une vue en coupe longitudinale d'une articulation hydro élastique selon un neuvième mode de réalisation de l'invention ; 5 la figure 14 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de découplage fréquentiel selon une variante de réalisation de l'invention. En relation avec la figure 1, on décrit ci-dessous un dispositif de découplage fréquentiel d'une première pièce par rapport à une deuxième pièce. Selon une 10 application envisagée, la première pièce est un organe de la suspension d'un véhicule automobile et la deuxième pièce est un organe du châssis suspendu dudit véhicule. Ainsi, le dispositif de découplage fréquentiel permet de filtrer les bruits de roulage du véhicule sur le sol de sorte à isoler l'habitacle dudit véhicule en limitant la transmission desdits bruits. 15 Le dispositif de découplage comprend une armature extérieure rigide 1 qui est destinée à être solidarisée à la première pièce et, disposée à l'intérieur de ladite armature extérieure, une armature intérieure rigide 2 qui est destinée à être solidarisée à la deuxième pièce. Sur la figure 1, les armatures 1, 2 sont des 20 pièces, notamment réalisées en matériau métallique ou en matière plastique éventuellement renforcée, qui présentent ici une géométrie cylindrique de révolution, lesdites armatures étant disposées coaxialement l'une autour de l'autre avec un jeu E entre les deux. 25 Le dispositif de découplage fréquentiel comprend en outre un élément élastiquement déformable qui est interposé entre les armatures 1, 2, ledit élément étant réalisé dans un matériau élastique choisi en fonction de l'application visée, et peut être formé notamment d'un matériau élastomérique. 30 Sur la figure 1, l'élément élastiquernent déformable comprend une couronne supérieure 3 et une couronne inférieure 4 qui sont espacées axialement de sorte à délimiter une chambre 5 cylindrique de révolution entre les armatures 1, 2. En outre, du fait de l'élasticité du matériau de l'élément déformable et de sa 2910577 6 disposition en compression entre les armatures 1, 2, les couronnes 3, 4 forment joint d'étanchéité. Ainsi, l'agencement proposé permet la disposition d'un liquide incompressible de façon étanche dans ladite chambre. 5 Les couronnes 3, 4 sont disposées, notamment par surmoulage sur l'armature intérieure 2, respectivement au voisinage d'un bord des armatures 1, 2. Par ailleurs, la chambre 5 est formée en regard de sensiblement toute la périphérie de l'armature intérieure 2. Ainsi, la chambre 5 de liquide est prévue radialement en regard de respectivement la paroi axiale de chacune des armatures 1, 2. 10 De façon connue, la combinaison d'un élément élastiquement déformable avec une chambre 5 de liquide permet d'obtenir un comportement de type hydro élastique qui permet un découplage fréquentiel, ledit comportement hydro élastique étant caractérisé notamment par : 15 une raideur statique ; une raideur dynamique ; et une masse équivalente de liquide. Selon l'invention, le dispositif de découplage fréquentiel est agencé pour permettre 20 un filtrage des bruits dans une plage de fréquences comprise entre 180 Hz et 800 Hz tout en assurant un guidage suffisant entre les pièces. Pour ce faire, l'épaisseur E de la chambre 5 est définie en fonction de la condition géométrique suivante : P` 129E)3 25 E REVENDICATIONS 1. Dispositif de découplage fréquentiel d'une première pièce par rapport à une deuxième pièce, ledit dispositif comprenant une armature extérieure rigide (1) qui est destinée à être solidarisée à la première pièce et, disposée à l'intérieur ladite armature extérieure, une armature intérieure rigide (2) qui est destinée à être solidarisée à la deuxième pièce, un élément élastiquement déformable (3, 4, 10) étant interposé entre lesdites armatures de sorte à former entre lesdites armatures au moins une chambre annulaire (5) contenant un liquide, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite chambre présentant un périmètre intérieur P;nt , une hauteur moyenne H sur ledit périmètre et une épaisseur moyenne E sur ledit périmètre, l'épaisseur moyenne E remplit la (P /27L)3 condition suivante : E5 ' xH, le périmètre intérieur P;nt , la hauteur 200 000 moyenne H et l'épaisseur moyenne E étant exprimés en millimètres. 15 2. Dispositif de découplage fréquentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre annulaire a une forrne de révolution. 3. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que la chambre annulaire a une forme cylindrique. 4. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur moyenne E de la chambre (5) est inférieure à 4 mm, notamment comprise entre 0,5 mm et 2 mm. 5. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'élément élastiquement déformable (3, 4, 10) est égale à l'épaisseur E de la chambre (5). 30 6. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (5) est prévue radialement en regard de respectivement une paroi axiale de chacune des armatures (1, 2). 25 2910577 14 7. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastiquement déformable comprend une couronne supérieure (3) et une couronne inférieure (4) qui 5 délimitent axialement la chambre (5) en formant respectivement un joint d'étanchéité pour ladite chambre. 8. Dispositif de découplage fréquentiel selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément élastiquement déforrnable comprend en outre une couronne 10 intermédiaire (10) qui, avec respectivement les couronnes supérieure (3) et inférieure (4), délimite deux espaces dans la chambre (5) de liquide, ladite couronne intermédiaire étant discontinue de sorte à former des passages (10a) de liquide entre les deux espaces. 9. Dispositif de découplage fréquentiel selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la couronne supérieure (3) et/ou la couronne inférieure (4) présente au moins une onde (11) qui s'étend à l'intérieur de la chambre (5). 10. Dispositif de découplage fréquentiel selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couronne supérieure (3) comprend deux ondes (11) qui sont symétriques par rapport à un plan longitudinal de la chambre (5), deux ondes (11) étant prévues sur la couronne inférieure (4) en étant respectivement disposées en regard d'une onde (11) de la couronne supérieure (3). 11. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (5) présente une géométrie conique de révolution. 12. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastiquement déformable (3, 4, 10) est surmoulé sur l'armature intérieure (2). 2910577 15 13. Dispositif de découplage fréquentiel selon la revendication 7, caractérisé en ce que les couronnes supérieure (3) et/ou inférieure (4) sont rapportées sur l'armature intérieure (2). 5 14. Dispositif de découplage fréquentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume de la chambre (5) est au moins partiellement formé par une déformation de l'armature extérieure (16). 15. Articulation hydro élastique comprenant un dispositif de découplage 10 fréquentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'elle comprend un organe rigide (7, 12) qui est disposé à l'intérieur de l'armature intérieure (2), ledit organe étant associé à ladite armature par l'intermédiaire d'un corps élastiquement déformable (6).