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La présente invent:ion concerne une stxucture composite pour l'amortissement de vibrations é~ises ou reçues par un ensemble reposant sur cette structure.
Dans son brevet fran~ais N 2.348.402r M.
05 KLE~LDEN a decrit des blocs amortisseurs de vibra-tions constitués d'au moins deux panneaux superposés en un matériau élastique présentant une durée Shore différente. Ces panneaux comportent respectivement, sur leur face externel des plots déformables dont la section ~ l'état de repos varie en diminuant depuis leur base jusqu'~ leur sommet. Ces plots sont, p æ
exemple, disposés en quinconce sur chaque face et, de préférence, un plot d'une face d'un panneau correspond à un évidement de la face correspondant de l'autre pan-neau.
Dans une forme de réalisation représentée surla figure 3 du bre~et précité, les faces en contact des deux éléments constitutifs de ces blocs amortisseurs comportent des cannelures longitudinales ayant, en cou-pe transversale, la forme d'une ligne sinusoldale ou encréneaux ou encore en dents de scie. Les parties en saillie de l'une des faces sont imbriquées dans les par-ties en creux de l'autre face et, du fait de leur dure-té différente, elles préviennent la propagation des on-des transversalement ~ la direction des cannelures.
Ayant constaté qu'avec de tels bloc amortis-seurs de vibrations, les ondes vibratoires pouvaient se pxopager dans le sens longitudinal en suivant les canne-lures des plaques, M. KLE~LDEN a ensuite proposé, dans 30 le brevet européen N 0 021 958, dans lequel il était mentionné comme unique inventeur, de réaliser une struc-ture composite antivibratoire constituée d'au moins deux plaques superposées en des matériaux élastiques présen-tant respectivement une dureté Shore différente, ces plaques comportant sur leur face externe des plots d~-201Ç~
formables, tandis que leurs faces en contact mutuelcomportent des cannelures rectilignes de profil complé-mentaire, les parties en sai:Llie des canneIures de cha-que face étant embo~tées dans les parties en creux cor-05 respondantes de l'autre face, cette structure antivi-bratoire étant caractérisée en ce que les parties en saillie desdites cannelures sont fendues, sensiblement depuis leur base, ~ inter~alles de préférence reguliers, par des découpes transversales.
Ces découpes transyersales, qui interrompent périodiquement les parois latérales desdites canneIures, s'opposent ainsi de façon particulièrement simple à la propagation longitudinale des ondes vibratoires dans la direction de ces cannelures.
Ce perfectionnement s'appliquait aussi bien aux cannelures dont le profil, en coupe transversale, est en dents de scie ou sinusoïdal, qu'à celles dont le !
profil transyersal a la forme de creneaux.
En poursuivant ses travaux sur de telles struc-tures,M. KLE~DEN a constate que les systèmes de la technique antérieure presentent un taux insuffisant d'ab-sorption des vibrations à basses frequences, inferieurs ~ 200Hz et, plus particulièrement, des fréquences infé-rieures ~ lOOHz.
Par ailleurs, avec les systèmes connus, notam-ment ceux qui comportent ~ leur surface externe des plots tronconiques sur lesquels reposent des machines emettant ou recevant des vibrations que l'on desire amortir, on constate que les structures risquent de provoquer un mouvement d'oscillation ~ basse frequence de ces machi-nes, en particulier si celles-ci possèdent une frequence propre d'oscillation qui risque d'entrer en resonance avec l'oscillation des plots.
La presente invention vise à remedier à ces inconvenients de la technique connue en proposant une -.~
structure antivibrations qui soit apte à amortir des vibrations d'une fréquence inférieure à 200Hz et même à lOOHz.
L'invention vise également à proposer une 05 structure de ce type qui ne puisse osciller de façon appréciable sous l'effet des vibrations qui lui sont transmises.
L'invention a encore pour but de proposer une telle structure qui présente conjointement une bonne élasticité, favorable à l'amortissement des vi-brations, et une excellente résistance mécanique, mal-gré l'effet néfaste de cette dernière caractéristique sur l'amortissement.
Enfin, l'invention a pour but de proposer une structure de ce type qui puisse etre fabriquée aisément, moyennant un coût réduit.
A cet effet, la présente invention a pour ob-jet une structure composite pour l'amortissement de vi-brations, du type comprenant des plaques superposées en des matériaux élastiques présentant des duretés Shore différentes, ces plaques étant en contact mutuel par des faces comportant des cannelures rectilignes de profil : complémentaire, les parties en saillie des cannelures de chaque face étant emboîtées avec des plans de joint li-bres dans les parties en creux correspondantes de l'autre face, cette structure étant caractérisée en ce qu!~elle comporte trois plaques ainsi imbriquées, à sa~oir deux plaques externes en un matériau dur ayant une dureté
Shore d'au moins 45, et uneplaque intercalaire en un ma-tériau souple et résilient, ayant une dureté Shore d'auplus 30.
Dans une telle structure, l'effet d'amortisse-ment est naturellement dévolu ~ la plaque centrale rési-liente et aux plans de joints libres entre matériaux de dureté différente, tandis que les couches externes ap-portent la resistance mécanique desirée pour la struc-ture.
Les duretés Shore des plaques externes pour-ront être identiques ou différentes. Elles seront géné-05 ralement de l'ordre de 50, afin que les plaques puissentrésister à une charge relati~ement importante. La surface d'appui de ces pla~ues sera naturellement choisie en fonction de l'importance de la masse de la charge a sup-porter.
La dureté Shore de la plaque intercalaire sera habituellement de l'ordre de 25.
L'imbrication des plaques par des profils com-plémentaires évitera qu'elles risquent de se séparer en cours d'utilisation.
L'épaisseur de la couche intercalaire dépendra de la fréquence des vibrations que l'on souhaite amortir.
En effet, sous l'effet des vibrations, il est connu qu'une couche en un matériau souple et résilient peut ~arier très sensiblement d'épaisseur, la rétraction ~ariant a~ec l'é-paisseur de la plaque, comme indiqué dans le Tableau sui-vant.
TABLEAU
~ réquence (Hz) . Contraction (mm) 2 5 ( -- --------__ _ _ _ __ _ _: __ _ __ __ _ _ __ _ _ __ __ _ _ __ __ _ __ _ ( 5 ( 6 : 6,9 7 5,1 8 : 3~9 1 ) ( 9 . 3r 1 ( 10 : 2,5 , ' ) Plus la fréquence est basse et plus la couche intercalaire doit pouVoir se rétracter. Dans la prati-35 que, il faudra donc tenir compte de ce facteur, en choi-2(~ 4 sissant une épaisseur de couche intercalaire adaptée à
la fréquence des vibrations à amortir. Pour les basses fréquences usuelles, cette épaisseur sera generalement comprise entre 10 et 15 millimètres.
05 Afin de supprimer toute oscillation des par-ties de la surface externe servant d'appui à des machi-nes dont on désire amortir les vibrations, ou que l'on souhaite protéger des vibrations extérieures, ces par-ties auront avantageusement la forme de pyramides tron-quées à section rectangu;laire, disposées suivant des rangées dirigées suivant les cannelures des plaques et dans lesquelles la grande longueur de la base de ces pyramides est alternativement parallèle ou perpendicu-laire à ces cannelures.
Tout matériau présentant les duretés Shore appropriées pourra etre utilisé pour réaliser les pla-ques de la structure conforme à l'invention, par exem-ple un polyurethane ou un caoutchouc à base de chloro-prène tel que le Neoprène (marque deposee).
Avantageusement, un additif apte à réduire l'échauffement sera incorpore dans le materiau consti-~; tutif de la plaque intercalaire. En effet, la vibration de cette plaque intercalaire provoque un echauffement de celle-ci qui peut être relativement important. Pour eviter les problèmes posés par cet echauffement, on a ~ t a b 1 i qu'on peut judicieusement incorporer dans le matériau de cette plaque des lamelles de mica micronisé, qui favorisent le transfert des calories vers les bords de la pla~ue, o~ elles sont evacuees par contact avec l'atmosphère.
Le dessin annexe, qui n'a pas de caractère limitatif, illustre une forme de mise en oeuvre de l'invention. La figure unique de ce dessin est une v~ue en perspective eclatee, avec arrachement, de la struc-ture conforme à l'invention.
Comme on le voit sur la figure, cette struc-ture comprend, deux plaques externes, à savoir, respec-tivement, une plaque superieure 1, sur laquelle prendra appui la structure à proteger des vibrations ou dont on 05 desire amortir les vibrations, et une plaque inf~rieure 2, destinee à prendre appui sur le sol ou sur un support.
Entre ces deux plaques, est interposee une plaque inter-calaire 3. Les plaques 1, 2 et 3 presentent, sur leurs faces en contact mutuel, des profils crenelés complemen-taires 4, 5 et 6, definis par des cannelures rectilignesparallèles, qui permettent de l~es imbriquer etroitement les unes dans les autres, en laissant libres leurs plans de joint. Dans le cas present, les cannelures ont une section transversale triangulaire, mais on pourrait na-turellement adopter un autre profil crénelé : trapézo~-dal, rectangulaire, sinusoidal, ondulé, ou autre.
Les plaques 1, 2 et 3 sont par exemple en po-lyurethane ou en un caoutchouc à base de chloroprène.
Les plaques externes 1 et 2 sont relativement dures, de manière ~ presenter une r~sistance mecanique satisfaisante ; leur dureté Shore sera de l'ordre de 50.
En revanche, la plaque intercalaire 3 sera souple et ré-siliente et aura une dureté Sh~re de l'ordre de 25. Cet-te plaque intercalaire se contractera sous l'effet des ; 25 vibrations de basse fréquence de façon relativement im-portante, comme indique dans le Tableau ci-dessus. En outre, elle subira un echauffement appréciable et, de manière à pou~oir évacuer lateralement les caloxies vers l'atmosphère, des particules lamellaires de mica seront avantageusement incorporées dans le materiau constitutif de cette plaque, comme explique ci-dessus.
La surface inférieure ou surrace extexne de la plaque inférieure 2 sera plane, mais, pour e~iter tout ripage du materiel supporte par la plaque supérieure 1 et toute oscillation des parties de celle-ci qui servi-- 2Ql~
ront de point d'appui, sa surface supérieure comportera des parties en saillie 7, en forme de pyramide tronquee à base rectangulaire, dont la face superieure formera surface d'appui pour le matériel supporte. Co~me repre-05 senté sur le dessin, les parties en saillie 7 sont dis-posees suivant des rangées parallèles aux cannelures de la face inferieure de la plaque 1, alternativement dans le prolongement les unes des autres, avec les grands cô-tés de leur base disposés parallèlement aux cannelures, et en parallèle, avec les grands c-ot8s de leur base dis-posés perpendiculairement à ces cannelures. En variante, la surface externe de la plaque inferieure 2 peut compor-ter les parties 7 et celle de la plaque supérieure 1 être lisse, ou bien les deux plaques 1, 2 peuvent comporter des parties 7 en saillie.
On notera que les plaques constitutives de cet-te structure antivibratoire peuvent atre aisément réali-sees par moulage moyennant un coût minime.
L'invention apporte donc un moyen simple et peu coûteux pour la realisation d'une structure d'amortisse-ment des vibrations qui est efficace pour des vibrations de basse frequence et qui e~ite tout deplacement nefaste des machines qu'elle supporte.
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The present invention: ion relates to a structure composite for damping é ~ ises vibrations or received by an assembly based on this structure.
In his French patent N 2,348,402r M.
05 KLE ~ LDEN described vibration damping blocks made up of at least two overlapping panels made of an elastic material having a Shore duration different. These panels respectively include, deformable studs on their external face, the section ~ the rest state varies from from their base to their summit. These studs are, p æ
example, staggered on each side and preferably, a stud on one side of a panel corresponds to a recess in the corresponding face of the other pan-neau.
In an embodiment shown in Figure 3 of bre ~ and cited above, the faces in contact with two components of these shock absorber blocks have longitudinal grooves having, in cross eg transverse, the shape of a sinusoidal or jagged line or even sawtooth. The parties in protrusion from one of the faces are nested in the par-recessed on the other side and, due to their hardness different tee, they prevent the spread of on-transversely ~ the direction of the grooves.
Having noted that with such damping blocks vibration waves, the vibration waves could pxopager in the longitudinal direction following the rods-lures of the plates, Mr. KLE ~ LDEN then proposed, in European Patent No. 0 021 958, in which it was mentioned as the sole inventor, to realize a structure anti-vibration composite structure consisting of at least two overlapping plates made of elastic materials as long respectively a different Shore hardness, these plates comprising on their outer face of the d ~ -201Ç ~
formable, while their faces in mutual contact include rectilinear grooves of complete profile mentary, the parts in sai: Llie of canneIures of cha-that face being embo ~ tées in the hollow parts cor-05 corresponding on the other side, this anti-bratory being characterized in that the parts in projection of said grooves are split, substantially from their base, ~ inter ~ preferably regular routes, by transverse cuts.
These transyersal cuts, which interrupt periodically the side walls of said canines, oppose in a particularly simple way the longitudinal propagation of vibration waves in the direction of these grooves.
This improvement applied as well with grooves whose profile, in cross section, is jagged or sinusoidal, than those whose!
transyersal profile in the form of crenels.
By continuing to work on such structures tures, M. KLE ~ DEN noted that the systems of the prior art have an insufficient rate of ab-sorption of low frequency vibrations, lower ~ 200Hz and, more particularly, lower frequencies laughter ~ 100Hz.
Furthermore, with known systems, in particular ment those which have ~ their external surface of the studs frustoconical on which machines emitting or receiving vibrations that we want to dampen, we finds that the structures are likely to cause a oscillation movement ~ low frequency of these machines nes, especially if these have a frequency clean of oscillation which risks entering into resonance with the oscillation of the studs.
The present invention aims to remedy these disadvantages of the known technique by proposing a -. ~
anti-vibration structure which is able to absorb vibrations of a frequency below 200Hz and even at 100Hz.
The invention also aims to provide a 05 structure of this type which cannot oscillate so appreciable under the effect of the vibrations which are transmitted.
Another object of the invention is to propose such a structure which jointly presents a good elasticity, favorable to the damping of vi-brations, and excellent mechanical strength, poorly thanks to the harmful effect of this last characteristic on depreciation.
Finally, the invention aims to provide a structure of this type which can be easily manufactured, at a reduced cost.
To this end, the present invention aims to throw a composite structure for the depreciation of vi-brations, of the type comprising plates superimposed on elastic materials with Shore hardnesses different, these plates being in mutual contact by faces with rectilinear profile grooves : complementary, the projecting parts of the grooves of each face being nested with joint planes bres in the corresponding recessed parts of the other face, this structure being characterized in that! ~ it has three plates thus nested, at its ~ oir two external plates of hard material having hardness Shore of at least 45, and an intermediate plate in one ma-flexible and resilient material, having a Shore hardness of at most 30.
In such a structure, the damping effect naturally devolved ~ the central plate resi-joint and free joint plans between materials of different hardness, while the outer layers ap-carry the desired mechanical resistance for the structure ture.
The Shore hardnesses of the external plates for-will be the same or different. They will be gener 05 ralement of the order of 50, so that the plates can resist a relatively high load. The surface support of these pla ~ ues will naturally be chosen in depending on the importance of the mass of the load a sup-carry.
The Shore hardness of the spacer plate will be usually around 25.
The nesting of the plates by profiles will prevent them from separating into during use.
The thickness of the interlayer will depend the frequency of the vibrations that one wishes to dampen.
Indeed, under the effect of vibrations, it is known that a layer of flexible and resilient material can ~ arier very substantially thick, the retraction ~ ariant a ~ ec l'-plate thickness, as indicated in the following table boast.
BOARD
~ frequency (Hz). Contraction (mm) 2 5 (- --------__ _ _ _ __ _ _: __ _ __ __ _ _ __ _ _ __ __ _ _ __ __ _ __ _ (5 (6: 6.9 7 5.1 8: 3 ~ 9 1) (9. 3r 1 (10: 2.5 , ') The lower the frequency, the more the layer interlayer must be able to retract. In practice 35 that this factor must therefore be taken into account, in 2 (~ 4 weaving an intermediate layer thickness adapted to the frequency of the vibrations to be damped. For bass usual frequencies, this thickness will generally be between 10 and 15 millimeters.
05 In order to eliminate any oscillation of the parts of the external surface serving to support machi nes whose vibrations we want to dampen, or that we wish to protect from external vibrations, these advantageously have the shape of truncated pyramids rectangular sections, arranged in rows directed along the grooves of the plates and in which the great length of the base of these pyramids is alternately parallel or perpendicular-to these grooves.
Any material with Shore hardness can be used to make the of the structure according to the invention, for example-ple a polyurethane or a rubber based on chloro-take such as Neoprene (registered trademark).
Advantageously, an additive capable of reducing the heating will be incorporated into the material ~; tutor of the intermediate plate. Indeed, the vibration of this interlayer causes heating which can be relatively large. For avoid the problems posed by this overheating, we a ~ tab 1 i which can be judiciously incorporated in the material of this plate mica strips micronized, which promote the transfer of calories towards the edges of the plate, where they are evacuated by contact with the atmosphere.
The attached drawing, which has no character limiting, illustrates a form of implementation of the invention. The single figure in this drawing is a v ~ ue in exploded perspective, with tearing away, of the structure ture according to the invention.
As can be seen in the figure, this structure ture includes, two external plates, namely, respec-a top plate 1, on which will take supports the structure to be protected from vibrations or 05 desire to dampen vibrations, and a lower plate 2, intended to rest on the ground or on a support.
Between these two plates is interposed an inter-calaire 3. Plates 1, 2 and 3 have, on their faces in mutual contact, complementary notched profiles shutters 4, 5 and 6, defined by parallel rectilinear grooves, which allow it to be tightly nested into each other, leaving their plans free seal. In the present case, the grooves have a triangular cross section, but one could na-to adopt another crenellated profile: trapezo ~ -dal, rectangular, sinusoidal, wavy, or other.
The plates 1, 2 and 3 are for example in po-lyurethane or a rubber based on chloroprene.
The outer plates 1 and 2 are relatively hard so as to have mechanical resistance satisfactory; their Shore hardness will be of the order of 50.
On the other hand, the intermediate plate 3 will be flexible and siliente and will have a hardness Sh ~ re of the order of 25. This-the spacer plate will contract under the effect of ; 25 relatively low frequency vibrations bearing capacity, as indicated in the Table above. In in addition, it will undergo appreciable heating and, so as to be able to evacuate the caloxies laterally towards the atmosphere, lamellar particles of mica will advantageously incorporated in the constituent material of this plate, as explained above.
The lower surface or outer surface of the bottom plate 2 will be flat, but, to e ~ iter all shifting of the material supported by the upper plate 1 and any oscillation of the parts thereof which serve - 2Ql ~
ront of fulcrum, its upper surface will include projecting parts 7, in the shape of a truncated pyramid with rectangular base, the upper face of which will form support surface for the material supports. Co ~ me repre-05 felt in the drawing, the projecting parts 7 are dis-laid in rows parallel to the grooves of the underside of plate 1, alternately in the extension of each other, with the large co-tees at their base arranged parallel to the grooves, and in parallel, with the large c-ot8s from their base placed perpendicular to these grooves. Alternatively, the outer surface of the bottom plate 2 can include ter parts 7 and that of the upper plate 1 be smooth, or the two plates 1, 2 may have protruding parts 7.
Note that the constituent plates of this-The anti-vibration structure can be easily achieved.
sees by molding at minimal cost.
The invention therefore provides a simple and little means costly to build a cushioning structure vibration which is effective for vibrations low frequency and e ~ ite any harmful movement machines it supports.
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