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"Procédé et matériau pour l'amortissement des vibrations".
Jusqu'à présent pour empêcher la transmission des vi- brations d'un corps vibrant à un autre, on s'est contenté d'interposer entre ces corps des amortisseurs constitués par une matière compressible et élastique capable de sup- porter la charge qui lui est transmise par le corps vibrant.
L'interposition d'amortisseurs de l'espèce a été effectuée sans qu'on se soit soucié des conditions dans lesquelles ces amortisseurs doivent travailler pour remplir convenablement leur rôle.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'amortir convenablement les vibrations de tous genres et qui est basé sur l'observation des conditions dans les- quelles un amortisseur doit travailler pour remplir son rôle.
Lorsqu'un corps vibre, il faut, pour que ses vibra- tions soient amorties par un amortisseur, que la pression qu'il exerce sur cet amortisseur soit à chaque instant équi-
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à libréeitthttéw par la réaction élastique de ce dernier. Il faut pour cela que la vitesse de déformation intérieure du
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corps vibrant et la vitesse de déformation de l'amortisseur soient égales. Or, ces vitesses dépendent de l'amplitude et de la durée de ces vibrations.
En d'autres termes, si on appelé P la pression exercée sur un amortisseur, par un corps M qui ne vibre pas, lorsque le corps M vibre, il exerce sur l'amortisseur, au cours d'un cycle vibratoire, une surpression dont nous désignons le maximum par p et une dépression dont le maximum est désigné par -p. La pression sur l'amortisseur varie donc de P + p à P-p au cours d'un cycle vibratoire. D'autre part, si l'ampli- tude de la vibration est A, le corps vibrant subit par rapport à la longueur qu'il a lorsqu'il ne vibre pas, un allongement de A et un raccourcissement de - .
Si, pendant un cycle vibratoire. de la masse vibrante, l'amortisseur tend à reprendre son état initial plus vite que le corps vibrant, les vibrations sont progressive;tent am- plifiées. Par contre, si l'amortisseur tend à reprendre son état initial plus lentement que le corps vibrant, il se tasse et finit par perdre ses propriétés élastiques.
Il résulte de ces considérations qu'un bon amortisseur doit pouvoir subir des déformations d'une amplitude au moins égale à l'amplitude maximum des vibrations du corps vibrant à amortir. Il faut en outre que la vitesse de déformation de l'amortisseur soit égale à la vitesse d'oscillation del'/onde de déformation du corps vibrant pendant une vibration. Il faut enfin que la pression initiale exercée sur cet amortisseur par le corps vibrant lorsque celui-ci ne vibre pas ait une valeur telle que la vitesse de déformation susdite de l'amor- tisseur puisse être réalisée pour des déformationa/en sens opposée se produisant à partir de la position initiale de l'amortisseur.
Se basant sur ces considérations le procédé d'amortisse- ment suivant l'invention consiste à utiliser comme matière
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amortisseuse une matière dont les déformations possibles sont d'une amplitude au moins égale à l'amplitude maximum des vi- brations dans le corps vibrant et dont la vitesse de déforma- tion pour une variation de charge donnée est la même que la vitesse de déformation du corps vibrant pendant une vibration et à proportionner la surface d'appui de cette matière amor- tisseuse en fonction de la charge qu'elle doit supporter de façon telle que la dite vitesse de déformation puisse étte réalisée pour des déformations se produisant de part et d'au- tre de la position occupée par ladite matière sous la charge qu'elle supporte.
En d'autres termes, il faut d'abord choisir comme matière amortisseuse une matière dont la courbe de défor- mation en fonction de la pression présente sur une longueur au moins égale à l'amplitude maximum des déformations du corps vibrant, une partie rectiligne dont l'inclinaison correspond à celle de la droite qui représente la vitesse de déformation du corps vibrant pendant un cycle vibratoire.
Il faut ensuite déterminer la pression initiale exercée sur l'amortisseur par le corps susceptible d'entrer en vibrations, lorsqu'il ne vibre pas et cel@ de façon que les déformations de l'amortisseur soient représentées le long de la partie rectiligne de la courbe susdite.
L'invention a également comme objet un matériau de construction permettant de réaliser aisément ce procédé.
En principe, ce matériau comporte une plaque rigide
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auquel sont fixés un ou d6erL amortisseurs répondant aux conditions énoncées, ci-dessus lorsqu'ils supportent le corps dont les vibrations doivent être amorties.
En vue de faciliter son transport et sa mise en oeuvre, ce matériau comporte en outre une deuxième plaque, de préfê- rence en une matière étanche à l'air, qui est disposée du côté des amortisseurs susdits opposé à celui suivant lequel ils.
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sont fixés à la plaque rigide susdite.
D'autres particularités et détails de l'invention ap- paraîtront au cours de la description du dessin annexé au présent mémoire et qui représente schématiquement et à ti- tre d'exemple seulement quelques formes de réalisation d'un matériau suivant l'invention.
Figure 1 est une coupe verticale dans un matériau suivant'invention comportant un seul étage de blocs amor- tisseurs.
Figure 2 est une coupe semblable dans un matériau suivant l'invention comportant deux étages de blocs amortisseurs.
Figure 3 est une coupe verticale dans une variante.
Dans ces différentes figures.*,-les mêmes notations de références désignent des éléments identiques.
Le matériau suivant l'invention comprend, en principe, une plaque rigide2(fig.l), telle qu'une plaque à base d'amiante et de ciment, sur laquelle sont fixés des amortisseurs cons- titués,par exemple, par des blocs en liège naturel 3. Ces blocs sont réunis entre eux par une deuxième plaque 4 consti- tuée.par exemple par du feutre imprégné d'asphalte.
La courbe de déformation du liège naturel en fonction de la pression supportée présente une partie rectiligne'pour des pressions variant de 500 à 1000 grammes par centimètre carré. En conséquence, on calcule la surface d'appui de l'ensemble des blocs de façon que ceux-ci soient par exemple soumis à une pression initiale de 750 grammes par centimètre carré.
On utilise dans ces conditions des blocs de liège ayant une hauteur de deux centimètres pour amortir des vibra- tions d'une amplitude d'un millimètre à raison de 500 vi- brations par seconde.
La plaque supérieure rigide 2 assure une répartition
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uniforme de la charge sur les différents bloos 3. La plaque inférieure 4 est étanche à l'air afin d'éviter la transmission des bruits d'une pièce à l'autre en cas de fissuration de la paroi dont le matériau suivant l'inven- tion fait partie. Cette plaque inférieure 4 assure, quelle que soit sa constitution1 une meilleure stabilité des blocs 3 et, lorsqu'elle est déformable, elle assure en même temps une meilleure assise sur la surface sous-jacente.
Les blocs 3 ont du côté de la plaque rigide 2 par laquelle ils reçoivent les réactions du corps vibrant une surface d'appui plus grande que du côté opposé.
Des essais ont prouvé qu'il est plus avantageux d'utili- ser des blocs de ce genre que des blocs présentant une plus petite surface d'appui de côté du corps vibrant que du côté opposé.
Il est également plus avantageux d'utiliser des blocs suivant la figure 1 plutôt que des blocs présentant la même surface d'appui aux deux extrémités.
Dans le cas où l'espace compris entre les plaques 2 et 4 est fermé latéralement, cet espace est rempli plus ou moins complètement, par exemple, au moyen d'une matière poreuse en vue d'éviter la formation d'un résonateur.
A la figure 2, on a représenté un matériau dé construc- tion comportant deux étages de blocs 3 séparés l'un de l'autre par une plaque rigide 5. Les blocs de l'étage inférieur ne se trouvent pas à l'aplomb des blocs de l'étage supérieur. Cette disposition a comme effet de diminuer la distance entre les points d'appui des blocs 3 sur la plaque 5. Par conséquent, la hauteur de son rendu par cette plaque 5 sous l'effet d'un choc qui lui serait transmis est sensiblement segmentée par rapport à celle du son rendu par une plaque entre amortisseurs dans le prolongement l'un de l'autre, puisqu'elle est inversement
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proportionnelle au carré des distances entre les appuis.
La hauteur de ce son peut a'ailleurs être augmentée éga- lement en augmentant xxx l'épaisseur de la plaque 5.
Les matériaux suivant l'invention comportant plusieurs étages de blocs 3 séparés par une plaque rigide 5 présen- tent l'avantage d'être plus stables que ceux ne comportant qu'un seul étage de blocs dont la hauteur totale est égale à la hauteur des blocs des différents étages.
Ils présentent également l'avantage de diviser le matelas d'air entre les plaques extérieures 2 et 4 en petits volumes qui résonnent moins facilement que les grands volumes.
A la figure 3, on a réprésenté une variante dans laquelle la plaque entre les deux étages de blocs 5 est constituée par une feuille de plomb 6. L'emploi de plomb entre les blocs de liège 3 est avantageux parce que le plomb amortit très fortement les vibrations, à haute fréquence.
Il est à noter toutefois que, dans la plupart des cas, le plomb seul ne convient pas comme amortisseur parce que l'amplitude possible de ses déformations est trop faible.
Le plomb seul ne conviendrait que pour amortir de très pe- tites vibrations.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à l'emploi des métériaux de construction représen- tés.
Les amortisseurs peivent être en une matière compres- sible et élastique quelconque, pourvu que cette matière réponde aux conditions d'emploi énoncées dans la revendica- tion 1 ci-dessus. Comme matière amortisseuse susceptible d'être utilisée, on peut citer, en plus du liège, l'amiante, éventuellement comprimée, la cellulose, la laine minérale, le feutre, etc. On peut même concevoir m'emploi comme amortis- seurs de ressorts métalliques proprement dits.
Il est évident également que pour réaliser le procédé
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suivant l'invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser des matériaux comportant des blocs tels que 3, préalablement rendus solidaires de plaques telles que 2,4,5 ou 6.
Lorsqu'il s'agit d'amortir les vibrations d'une machine dont différentes parties vibrent différemment, il y a évidemment lieu, pour que cet amortissement puisse être 'réalise par le procédé suivant l'invention, d'utiliser en-dessous de ces parties, des blocs amortisseurs de caractéristiques dif- férentes. Si on utilise des matériaux suivant l'invention, la surface de ces matériaux devra être limitée à des zones d'égale pression et d'égale amplitude vibratoire des masses à isoler.
REVENDICATIONS.
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1) Procédé d'amortissement de vibrations consistant à utiliser comme matière amortisseuse une matière dont les dé- formations possibles sont d'une amplitude au moins égale à l'amplitude maximum des vibrations dans le corps vibrant et dont la vitesse de déformation pour une variation de charge donnée est la même que la vitesse de déformation du corps vi- brant pendant une vibration et à proportionner la surface d'appui de cette matière amortisseuse en fonction de la charge qu'elle doit supporter de façon telle que la dite vitesse de déformation puisse être réalisée pour des déformations se produisant de part et d'autre de la position occupée par la dite matière sous la charge qu'elle supporte.
2) Matériau de construction pour la réalisation du pro-