Brevet FR2982334A1 — publié le 20130510

SYSTEME DE SUSPENSION FILTRANTE POUR UNE MACHINE TOURNANTE La présente invention concerne un système de suspension filtrante pour une machine tournante générant des vibrations, ainsi qu'une pompe à vide pour l'assistance du freinage d'un véhicule comportant un tel système de suspension filtrante, et un véhicule automobile équipé de ce type de pompe. Certains types de machines tournantes comportent un arbre disposé suivant un axe sensiblement vertical entraîné par un moteur électrique, et 10 des éléments comprenant des mouvements alternatifs, comme des pistons ou des membranes activés par la rotation de cet arbre, pour réaliser une pompe. En particulier ce type de pompe est utilisé sur des véhicules automobiles pour produire une dépression d'air, qui permet de délivrer une 15 force sur une membrane d'un dispositif d'assistance du freinage de ce véhicule. Un problème qui se pose avec ce type de machine tournante, est que le mouvement alternatif d'éléments comme les pistons ou les membranes comportant un déplacement radial, génère par réaction des accélérations 20 radiales et angulaires sur le corps de cette machine, ce qui induit des vibrations de la machine, notamment radiales, et en torsion autour de son axe. Il faut alors pour éviter de transmettre ces vibrations au support de la machine tournante, qui peuvent générer des bruits ainsi qu'un travail en 25 fatigue des différents éléments la maintenant, isoler cette machine de son support. Un type de système de suspension filtrante connu pour une machine tournante comportant un axe vertical, décrit notamment dans le document EP-B1-1004771, comporte un plot élastique inférieur placé dans l'axe de 30 cette machine, et plusieurs plots élastiques placés dans un même plan horizontal autour du corps de la machine, et reliés à un support, pour maintenir ce corps en rotation autour de son axe tout en amortissant les vibrations générées par les mouvements radiaux d'éléments internes. Il est difficile avec cette disposition de plots autour du corps, sur un grand rayon, de réaliser une suspension comportant une faible raideur en torsion, qui permette de filtrer efficacement les oscillations en torsion autour de l'axe de cette machine tournante, générées par son fonctionnement. De plus, les plots élastiques disposés autour du corps de la machine tournante et qui dépassent de ce corps, donnent à cet ensemble un encombrement radial important, ce qui peut poser des problèmes pour installer cette machine, en particulier dans des espaces bien remplis comme le compartiment moteur d'un véhicule automobile. La présente invention a notamment pour but de résoudre ces problèmes de l'art antérieur, en proposant une solution simple et efficace permettant de filtrer des oscillations de ce type de machine, avec un encombrement réduit. Elle propose à cet effet un système de suspension filtrante pour une machine tournante générant des vibrations en torsion autour de son axe disposé sensiblement verticalement, ce système comprenant des moyens de fixation élastiques reliant le corps de la machine à un support, caractérisé en ce que qu'il comporte un moyen élastique de support axial disposé dans l'axe de la machine à une de ses extrémités axiales, supportant la masse de cette machine, et un moyen élastique de guidage radial et angulaire disposé à l'autre extrémité, comprenant des éléments élastiques reliant une bague interne et une bague externe fixées l'une sur le corps et l'autre sur le support, assurant un centrage et un maintien en rotation de la machine. Un avantage du système de suspension filtrante selon l'invention, est que le moyen élastique de guidage radial et angulaire étant disposé à une extrémité de la machine, et ne supportant pas la masse de cette machine, peut comporter des éléments élastiques fixés entre les deux bagues comprenant des petits rayons, ce qui peut leur donner facilement une faible raideur en torsion. Ce système de suspension filtrante peut aussi aisément s'intégrer à l'intérieur du diamètre du corps de la machine. De plus le système de suspension filtrante selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le moyen élastique de support axial comporte un plot inférieur comprenant une raideur en torsion autour de l'axe, qui s'ajoute à celle du moyen de guidage radial et angulaire. Avantageusement, le moyen élastique de support axial et le moyen de guidage radial et angulaire, comportent une raideur en torsion donnant un premier mode propre d'oscillation en torsion de la machine autour de son axe, qui comprend une fréquence inférieure à la fréquence d'excitation générée par son fonctionnement. Avantageusement, les éléments élastiques du moyen de guidage radial et angulaire, comportent des rayons reliant la bague interne à la bague externe. Avantageusement, la bague interne, la bague externe et les rayons, sont réalisés en une seule pièce par moulage d'un élastomère. Avantageusement, la raideur axiale du moyen élastique de support axial, donne à la machine un premier mode propre d'oscillation axiale, qui comporte une fréquence supérieure à celle des principales fréquences d'excitations verticales générées lors du roulage du véhicule. En particulier, la bague externe du moyen élastique de fixation radial et angulaire, peut être maintenue par un capot fixé sur le support. La bague externe peut être maintenue dans le capot par un sertissage. L'invention a aussi pour objet une pompe à vide pour un dispositif d'assistance au freinage d'un véhicule automobile, comportant un système de suspension filtrante la reliant à ce véhicule, comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant d'une pompe à vide pour un dispositif d'assistance au freinage, comportant un système de suspension filtrante comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale schématique d'une machine tournante comprenant un système de suspension filtrante selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus du disque supérieur du système de suspension filtrante ; - la figure 3 est une coupe axiale du capot recevant le disque supérieur ; et - la figure 4 est une vue de dessus de ce capot. La figure 1 présente une machine tournante 1 comprenant un moteur électrique et une pompe à vide, destinée à générer une dépression utilisée par un dispositif d'assistance au freinage d'un véhicule automobile. La machine tournante 1 comporte un corps 2 comprenant un arbre principal disposé suivant un axe vertical A. Le corps 2 comporte à son extrémité inférieure une extension basse 6 de petit diamètre, qui s'emboîte dans un moyen de fixation axial inférieur 8 formant un plot élastique, comportant un creux recevant cette extension. Le plot inférieur 8 repose sur un support 10 fixé sur le véhicule automobile, par exemple sur la caisse du véhicule. Le plot inférieur 8 comporte une raideur axiale suffisante pour supporter la masse de la machine tournante 1 de manière statique, et de manière dynamique afin de résister en endurance aux vibrations et aux chocs qui s'appliquent sur la caisse du véhicule suivant un axe vertical lors du roulage de ce véhicule. En particulier, la raideur axiale du plot inférieur 8 donne à la machine un premier mode propre d'oscillation verticale, qui comporte une fréquence supérieure aux principales fréquences d'excitations verticales générées lors du roulage du véhicule, de manière à ne pas exciter ce mode pour préserver la durée de vie de ce plot. Le plot inférieur 8 comporte suivant l'axe A une raideur en torsion définie, permettant une rotation du corps 2 suivant un petit angle autour de cet axe. Le corps 2 comporte à son sommet une extension haute 12 de petit diamètre, qui s'emboîte dans un moyen de guidage radial et angulaire supérieur 20 formant un disque, maintenu par un capot 30 fixé sur le support 10. La figure 2 présente le disque 20 formant le moyen de guidage radial et angulaire de l'extrémité supérieure de la machine 1, comportant une bague interne 22 comprenant un alésage 28 qui est monté serré sur l'extension haute 12 du corps 2 de cette machine. La bague interne 22 est reliée à une bague externe 24 qui possède un diamètre extérieur sensiblement égal à celui du corps 2 de la machine 1, par huit rayons 26. Le disque 20 comporte une épaisseur constante, les rayons 26 ayant une largeur équivalente à cette épaisseur. Le disque 20 est réalisé en une seule pièce par le moulage d'un élastomère, ce qui représente un procédé de fabrication économique. Les figures 3 et 4 présentent le capot 30 réalisé par emboutissage et découpe d'une tôle en acier, qui comporte un creux circulaire 32 prévu pour recevoir de manière ajustée la bague externe 24 du disque 20. Des pattes 40 disposées en bordure du creux 32, sont repliées sous le disque 20 inséré dans le capot 30, de manière à réaliser un sertissage maintenant de manière rigide la bague externe 24 de ce disque. Le capot 30 se prolonge vers le bas en dessous du disque 20, par une forme conique 34 qui s'ouvre pour rejoindre une face inférieure d'appui horizontale 36, posée à plat sur le support 10. La face d'appui 36 comporte des perçages 38 permettant la fixation par des vis sur le support 10. 2 9 82 334 6 Le fonctionnement du système de suspension filtrante est le suivant. La masse de la machine 1 est portée par le plot inférieur 8, qui centre la base de cette machine. Le disque 20 a pour fonction de centrer l'autre extrémité de la machine, 5 ce qui donne une grande distance entre ces deux moyens de centrage favorable à ce centrage, et d'assurer en coopération avec le plot inférieur 8 le maintien angulaire autour de l'axe, tout en filtrant les vibrations radiales et de torsion. Pour cela les rayons 26 du disque 20 comprenant une élasticité radiale, 10 assurent un maintien radial souple qui centre la machine 1, avec une certaine raideur qui est ajustable en fonction de la définition de ce disque. Les rayons 26 du disque 20 assurent aussi en coopération avec le plot inférieur 8, un maintien angulaire souple comportant une certaine raideur donnant par une flexion de ces rayons, un premier mode propre en torsion 15 de la machine 1 autour de l'axe, qui comporte une fréquence inférieure à celle de la fréquence d'excitation générée par le fonctionnement de cette machine. De cette manière on réalise une filtration efficace des vibrations en torsion de la machine 1, qui ne sont pas transmises au support 10. On notera que les rayons 26 du disque 20 comportent une faible raideur 20 en flexion liée aux déplacements axiaux de la machine 1, ces rayons n'ayant pas pour fonction de supporter la masse de cette machine, ce qui permet de limiter les contraintes dans ces rayons lors de ces déplacements. Le nombre de rayons 26 ainsi que leur section peuvent varier suivant les caractéristiques de la machine 1, et de l'élastomère. On peut utiliser en 25 variante par exemple 6 rayons, et la dureté de l'élastomère peut être ajustée pour obtenir la flexibilité radiale et en torsion souhaitée du disque 20. On peut en particulier garder un plot inférieur 8 standard pour une famille de machines tournantes comportant des caractéristiques différentes, et ajuster la raideur en torsion avec un choix limité de disques 20, comportant des formes identiques et différentes duretés de l'élastomère. On réalise ainsi de manière simple et efficace un système de suspension filtrante des vibrations compact, qui peut en particulier ne pas dépasser de l'encombrement radial de la machine tournante 1. Ce type d'amortissement peut avantageusement être monté sur les pompes à vide de véhicule comportant un moteur thermique fréquemment arrêté, comme un véhicule comprenant une coupure automatique de ce moteur à l'arrêt, ou un véhicule hybride roulant en mode électrique, sans émission de gaz polluant. REVENDICATIONS1 - Système de suspension filtrante pour une machine tournante (1) générant des vibrations en torsion autour de son axe (A) disposé sensiblement verticalement, ce système comprenant des moyens de fixation élastiques (8, 20) reliant le corps de la machine (2) à un support (10), caractérisé en ce que qu'il comporte un moyen élastique de support axial (8) disposé dans l'axe de la machine à une de ses extrémités axiales, supportant la masse de cette machine (1), et un moyen élastique de guidage radial et angulaire (20) disposé à l'autre extrémité, comprenant des éléments élastiques (26) reliant une bague interne (22) et une bague externe (24) fixées l'une sur le corps (2) et l'autre sur le support (10), assurant un centrage et un maintien en rotation de la machine. 2 - Système de suspension filtrante selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen élastique de support axial comporte un plot inférieur (8) comprenant une raideur en torsion autour de l'axe (A), qui s'ajoute à celle du moyen de guidage radial et angulaire (20). 3 - Système de suspension filtrante selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de support axial (8) et le moyen de guidage radial et angulaire (20), comportent une raideur en torsion donnant un premier mode propre d'oscillation en torsion de la machine autour de son axe (A), qui comprend une fréquence inférieure à la fréquence d'excitation générée par son fonctionnement. 4 - Système de suspension filtrante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments élastiques du moyen de guidage radial et angulaire (20), comportent des rayons (26) reliant la bague interne (22) à la bague externe (24). 5 - Système de suspension filtrante selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague interne (22), la bague externe (24) et les rayons (26), sont réalisés en une seule pièce par moulage d'un élastomère. 2 9 82 334 9 6 - Système de suspension filtrante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la raideur axiale du moyen élastique de support axial (8), donne à la machine (1) un premier mode propre d'oscillation axiale, qui comporte une fréquence supérieure à 5 celle des principales fréquences d'excitations verticales générées lors du roulage du véhicule. 7 - Système de suspension filtrante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague externe (24) du moyen élastique de fixation radial et angulaire (20), est maintenue par un 10 capot (30) fixé sur le support (10). 8 - Système de suspension filtrante selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague externe (24) est maintenue dans le capot (30) par un sertissage (40). 9 - Pompe à vide pour un dispositif d'assistance au freinage d'un 15 véhicule automobile, comportant un système de suspension filtrante la reliant à ce véhicule, caractérisée en ce que ce système de suspension filtrante est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile disposant d'une pompe à vide pour un dispositif d'assistance au freinage, caractérisé en ce que cette pompe à vide 20 comporte un système de suspension filtrante réalisé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.