FR2572338A1 - Elastic attachment for shock absorber - Google Patents

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Abstract

Elastic attachment for shock absorber, in particular for motor vehicle suspension. It consists of an enclosure comprising armatures 3, 4, 5, 6 and flexible elastomer walls 1, 2, conferring rigidity to the attachment, and of an easily deformable material ensuring the shock absorbing function, enclosed in the said enclosure. Application to suspensions.

Description

ATTACHE ELASTIQUE D'AMORTISSEUR
La présente invention se rapporte a une attache élastique d'amortisseur à amortissement intégré, notamment pour suspension de véhicules automobiles.ELASTIC SHOCK ATTACHMENT
The present invention relates to an elastic fastener of shock absorber with integrated damping, in particular for suspension of motor vehicles.

Dans les dispositifs existants, les amortisseurs hydrauliques du type télescopique sont fixés'un côté au bras de suspension et de l'autre côté au châssis de la voiture, par l'interné- diaire de-tampons élastiques. Ceux-ci ont pour but d'empêcher les chocs et vibrations en provenance de la route de se transmettre à la caisse elle-même.In existing devices, hydraulic shock absorbers of the telescopic type are fixed on one side to the suspension arm and on the other side to the chassis of the car, by means of elastic buffers. These are intended to prevent shocks and vibrations from the road from being transmitted to the body itself.

Ils doivent par conséquent remplir un double rôle : - de filtre, et pour ce faire présenter une faible rigidité
pour les mouvements vibratoires autour de la position
d'équilibre, - de butée élastique, dans le cas de chocs brutaux. Dans ce
cas, en effet, l'amortisseur nta pas le temps de répondre et
se comporte comme un élément rigide.They must therefore fulfill a double role: - of filter, and to do this have a low rigidity
for vibratory movements around the position
balance, - elastic stop, in the event of sudden impacts. In this
case, in fact, the shock absorber did not have time to respond and
behaves like a rigid element.

I1 est par ailleurs souhaitable que la transition entre ces deux fonctions se fasse de façon continue par une progression constante, afin de diminuer le bruit causé par la prise de contact avec la butée. It is moreover desirable that the transition between these two functions be made continuously by a constant progression, in order to reduce the noise caused by making contact with the stop.

De tels dispositifs connus sont essentiellement constitués de blocs en élastomère agencés de fanon à procurer une faible rigidité déterminant la fonction filtre sur une certaine course, puis une rigidité plus importante assurant la fonction butée élastique au-delà de cette course.Such known devices essentially consist of elastomer blocks arranged with baleen to provide a low rigidity determining the filter function over a certain stroke, then a greater rigidity ensuring the elastic stop function beyond this stroke.

De la rigidité dépend : - la transmission à la carrosserie des vibrations de faibles
amplitudes.On the rigidity depends: - the transmission to the body of vibrations of weak
amplitudes.

Par conséquent, le confort acoustique et vibratoire sera
d'autant meilleur que cette rigidité sera faible, - la limitation des mouvements de la tige d'amortisseur. Le
confort étant amélioré quand les butées élastiques
interviennent le moins souvent possible, il est donc
souhaitable que la rigidité soit la plus élevée possible, en
contradiction avec le cas précédent.Therefore, the acoustic and vibrational comfort will be
all the better as this rigidity will be low, - limiting the movements of the damper rod. The
comfort being improved when the elastic stops
occur as little as possible, so it's
desirable that the rigidity be as high as possible, in
contradiction with the previous case.

Ces deux souhaits antagonistes conduisent à retenir un comme promis qui, par définition, ne peut être pleinement satisfaisant au niveau du confort.These two antagonistic wishes lead to retaining a promise that, by definition, cannot be fully satisfactory in terms of comfort.

On a pensé ajouter une fonction amortissement à des attaches élastiques d'amortisseurs en élastomère en utilisant un élas tomère possédant des propriétés amortissantes élevées. Cependant, cette solution ne donne pas satisfaction du fait des faibles qualités de tenue en endurance de ce type d'élastomàre et du phénomène de rigidification dynamique qui est d'autant plus élevée que l'amortissement est élevé. Par conséquent, par cette voie, on ne peut obtenir à la fois la faible rigidité souhaitée pour le confort et l'amortissement élevé evitant la venue en butée lors des chocs plus importants.It has been thought to add a damping function to elastic attachments of elastomer dampers by using a spring elas with high damping properties. However, this solution is not satisfactory due to the low endurance qualities of this type of elastomer and the dynamic stiffening phenomenon which is higher the higher the damping. Consequently, by this means, it is not possible to obtain both the low rigidity desired for comfort and the high damping avoiding coming into abutment during larger impacts.

La présente invention sera décrite à titre d'exemple non limi- tatif au regard des figure 1 à 4 ci-jointes qui se rapportent respectivement : - la figure 1 à une coupe médiane d'une attache selon
l'invention, en position, entre l'amortisseur et la caisse
qui le supporte, - les figures 2 à 4, à des détails en coupe, grossis, relatifs
à trois variantes de l'attache selon l'invention. The present invention will be described by way of nonlimiting example with regard to attached FIGS. 1 to 4 which relate respectively: - FIG. 1 to a median section of a fastener according to
the invention, in position, between the shock absorber and the body
which supports it, - Figures 2 to 4, to details in section, enlarged, relative
to three variants of the fastener according to the invention.

En se rapportant à la figure 1, on voit que 1' attache élastique d'amortisseur selon l'invention est essentiellement constituée de 2 blocs 1 et 2 en élastomère adhérisés respectivement lors de leur vulcanisation aux amartures 3,4 et 5,6.Referring to FIG. 1, it can be seen that the elastic shock absorber fastener according to the invention essentially consists of 2 blocks 1 and 2 of elastomer bonded respectively during their vulcanization to the amorsures 3,4 and 5,6.

Les armatures 4 et 6 sont liées solidement entre elles et hermétiquement par exemple par emmanchement à force et sont con çues de façon à y relier solidement la tige 12 de l'amortisseur. Les armatures 3 et 5 sont liées solidement entre elles et hermétiquement, par exemple par soudage ou sertissage et sont munis de dispositifs, par exemple des vis 10, permettant leurs fixations rigides à la carrosserie 11 du véhicule.The frames 4 and 6 are firmly connected to each other and hermetically, for example by force fitting, and are designed so as to securely connect the rod 12 of the damper. The frames 3 and 5 are securely linked together and hermetically, for example by welding or crimping and are provided with devices, for example screws 10, allowing their rigid fastenings to the body 11 of the vehicle.

La chambre étanche 7, ainsi constituée, est remplie totalement ou partiellement d'un volume de matériau amortissant.The sealed chamber 7, thus formed, is completely or partially filled with a volume of damping material.

2
Ce matériau possède une viscosité dynamique comprise entre 10 et 1033. Poiseuille à température ambiante. Il dissipe au moins partiellement l'énergie incidente nécessaire à sa déformation, qui peut se reproduire un nombre quasi infini de fois, sans entraîner sa dégradation.2
This material has a dynamic viscosity between 10 and 1033. Poiseuille at room temperature. It at least partially dissipates the incident energy necessary for its deformation, which can reproduce an almost infinite number of times, without causing its degradation.

Ce matériau peut être une huile ou une dispersion visqueuse et poseuse comprenant par exemple une huile de viscosité comprise 7 entre 102 et 5.107 centistokes à la température de 25"C et un ou plusieurs types de charges solides réparties de manière homogène dans cette huile, le rapport masse de charges solides sur masse d'huile pouvant varier de 2 à 10.This material can be an oil or a viscous and coating dispersion comprising, for example, an oil of viscosity between 7 and 102 and 5 × 10 7 centistokes at a temperature of 25 ° C. and one or more types of solid fillers distributed homogeneously in this oil, the mass ratio of solid charges on oil mass which can vary from 2 to 10.

De bons résultats ont été obtenus par exemple avec un matériau constitué d'une huile de type silicone de viscosité comprise entre 103 et 106 centistokes à 25"C, les charges solides étant des billes de verre de granulométrie comprise entre 40 et 90 microns, le rapport des masses billes de verre sur huile variant de 3 à 8. Good results have been obtained for example with a material consisting of a silicone-type oil with a viscosity of between 103 and 106 centistokes at 25 "C, the solid fillers being glass beads with a particle size of between 40 and 90 microns, the ratio of glass ball to oil masses varying from 3 to 8.

Le remplissage avec le matériau amortissant de la chambre 7 s'effectue avant ou après fixation de l'armature 3 sur l'armature 5. Dans ce dernier cas, au moins une des armatures 3 ou 5 doit être munie d'un dispositif permettant le remplissage, par exemple une valve assurant une étanchéité parfaite de ladite chambre 7 après son remplissage.The filling with the damping material of the chamber 7 is carried out before or after fixing the frame 3 on the frame 5. In the latter case, at least one of the frames 3 or 5 must be provided with a device allowing the filling, for example a valve ensuring a perfect seal of said chamber 7 after filling.

L'attache élastique qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante : les déformations du caoutchouc 1 et 2 s'effectuant à volume constant, tout déplacenent relatif des armatures 4-6 par rapport aux armatures 3-5 entrasse une déformation de la géométrie de la chambre 7 et par conséquent du matériau amortissant qu'elle contient avec absorption d'une partie de l'énergie incidente entraînant un gain appréciable sur la valeur de l'amortissement.The elastic fastener which has just been described operates in the following manner: the deformations of the rubber 1 and 2 being effected at constant volume, all relative displacement of the armatures 4-6 with respect to the armatures 3-5 geometry of the chamber 7 and consequently of the damping material which it contains with absorption of part of the incident energy resulting in an appreciable gain on the value of the damping.

On voit immédiatement que la valeur de ce gain dépend - de l'amplitude du déplacement considéré, - du matériau amortissant utilisé, particulièrement de sa plus
ou moins grande incompressibilité et de sa qualité
amortissante pour un déplacement donné, - de la géométrie des blocs en élastomère. On remarquera que le
dispositif ci-dessus présente bien les avantages suivants
son encombrement est identique à celui des attaches
élastiques "tout caoutchouc",
. il apporte de l'amortissement quelle que soit la direction
de la sollicitation.We immediately see that the value of this gain depends - on the amplitude of the displacement considered, - on the damping material used, particularly on its most
or less incompressibility and its quality
damping for a given displacement, - of the geometry of the elastomer blocks. Note that the
above device has the following advantages
its size is identical to that of the fasteners
"all rubber" elastic,
. it provides amortization whatever the direction
solicitation.

Le détail de la figure 2 est conforme à la représentation qui vient d'être décrite. The detail in Figure 2 is consistent with the representation which has just been described.

Une amélioration du dispositif ci-dessus est visible à la figure 3. Cette variante, correspondant à la représentation de la figure 1, possède en outre un élément 8 appelé "piston", lié rigidement et hermétiquement aux armatures 4 et 6 ; celui-ci est soumis aux mêmes déplacements que les armatures 4 et 6.An improvement of the above device is visible in Figure 3. This variant, corresponding to the representation of Figure 1, further has an element 8 called "piston", rigidly and hermetically connected to the frames 4 and 6; this one is subjected to the same displacements as the reinforcements 4 and 6.

On utilisera de préférence un dispositif de ce type lorsque l'on recherchera des valeurs très élevées d'amortissement.A device of this type is preferably used when looking for very high damping values.

Ce résultat sera obtenu en choisissant la géométrie du piston 8 de façon que la déformation du matériau absorbant soit maximale pour un déplacement relatif donné des armatures (4-6) et (3-5).This result will be obtained by choosing the geometry of the piston 8 so that the deformation of the absorbent material is maximum for a given relative displacement of the reinforcements (4-6) and (3-5).

Dans ce cas, l'amortissement sera important même si ce déplacement relatif est de très faible amplitude.In this case, the damping will be significant even if this relative displacement is of very small amplitude.

Ce fort amortissement entraîne par contre une rigidité élevée et par conséquent une dégradation du filtrage, donc du confort.This high damping, on the other hand, results in high rigidity and consequently a degradation of the filtering, therefore of comfort.

Pour remédier à cet inconvénient, on améliorera cette première variante en la modifiant dans le sens de la figure 4 selon laquelle le piston 8 est remplacé par un dispositif appelé "piston filtré" qui autorise des déplacements relatifs des armatures (3-5)-et (4-6) sans que le piston 8 ne déforme le matériau amortissant, ces déplacements relatifs étant étroitement liés au jeu mécanique, choisi arbitrairement et réalisé lors de l'assemblage des parties 4 et 6. Le filtrage peut être simplement réalisé par une différence entre les dimensions du piston 8 et les dimensions de son logement 20, le piston 8 étant maintenu en place dans le logement 20 au moyen de lèvres 13-14 prolongeant les blocs d'élastomère 1-2. Ainsi, pour des déplacements de faible amplitude, on aura un faible amortis sement et par suite une basse rigidité.Par contre, pour des déplacements plus importants le piston 8 est entraîné par les armatures (4-6), ce qui détermine un amortissement élevé. To remedy this drawback, this first variant will be improved by modifying it in the direction of FIG. 4 according to which the piston 8 is replaced by a device called "filtered piston" which allows relative movements of the armatures (3-5) -and (4-6) without the piston 8 deforming the damping material, these relative displacements being closely linked to the mechanical play, chosen arbitrarily and carried out during the assembly of parts 4 and 6. Filtering can be simply carried out by a difference between the dimensions of the piston 8 and the dimensions of its housing 20, the piston 8 being held in place in the housing 20 by means of lips 13-14 extending the blocks of elastomer 1-2. Thus, for displacements of small amplitude, there will be a low damping sement and consequently a low rigidity. On the other hand, for larger displacements the piston 8 is driven by the reinforcements (4-6), which determines a high damping .

On constate donc que l'attache selon l'invention est essentiellement constituée d'une enceinte souple en élastomère 1-2 assurant la fonction rigidité et d'un volume de matériau facilement déformable, du type pâte a modeler, qui assure la fonction amortissement. C'est cette dernière fonction qui distingue le dispositif ci-dessus des dispositifs antérieurement connus.It can therefore be seen that the fastener according to the invention essentially consists of a flexible enclosure of elastomer 1-2 ensuring the rigidity function and of a volume of easily deformable material, of the modeling clay type, which ensures the damping function. It is this latter function which distinguishes the above device from previously known devices.

De la dissipation d'énergie qui en découle résultera, pour une rigidité donnée, une limitation des débattements de la tige d'amortisseur et donc une réduction des possibilités d'intervention des butées, d'où l'amélioration du confort, et pour un amortissement satisfaisant du point de vue de la limitation des débattements, une réduction de la valeur de la rigidité, et par conséquent une diminution des vibrations transmises à la carrosserie, d'où une amélioration du confort.The energy dissipation which results therefrom will result, for a given rigidity, a limitation of the deflection of the damper rod and therefore a reduction in the possibilities of intervention of the stops, hence the improvement in comfort, and for a satisfactory damping from the point of view of the limitation of deflections, a reduction in the value of rigidity, and consequently a reduction in vibrations transmitted to the body, hence an improvement in comfort.

Un autre avantage apporté par la présente invention réside dans le fait que globalement l'attache constitue un élément amortisseur indépendant dans la suspension du véhicule.Another advantage provided by the present invention lies in the fact that overall the fastener constitutes an independent damping element in the suspension of the vehicle.

I1 en découle que les vibrations de train du véhicule seront atténuées même si l'amortisseur principal du véhicule ne fonctionne pas. Ce type de situation apparatt lorsque les forces appliquées, dans des sens opposés, aux deux extrémités de l'amortisseur principal sont trop faibles pour entraîner son fonctionnement normal. L'amortisseur se comporte alors comme un élément rigide et par conséquent la suspension du véhicule ne dissipe plus aucune énergie. L'attache élastique, objet de l'invention, pallie cet inconvénient du fait qu'elle apporte de l'amortissement dès qu'elle est sollicitée, ceci indépendamment des forces en présence. Par exemple, on dissipera l'énergie vibratoire de la suspension lorsque celle-ci sera excitée à des frequences proches de ses fréquences propres, 11 ensemble de la suspension se comportant alors comme une masse rigide suspendue d'une part sur le pneumatique, d'autre part sur les attaches élastiques la reliant à la caisse du véhicule.  It follows that the vehicle train vibrations will be attenuated even if the main shock absorber of the vehicle does not operate. This type of situation occurs when the forces applied, in opposite directions, to the two ends of the main shock absorber are too weak to cause its normal operation. The shock absorber then behaves like a rigid element and consequently the suspension of the vehicle no longer dissipates any energy. The elastic fastener, object of the invention, overcomes this drawback of the fact that it provides damping as soon as it is stressed, this independently of the forces involved. For example, the vibrational energy of the suspension will be dissipated when the latter is excited at frequencies close to its natural frequencies, the entire suspension then behaving like a rigid mass suspended on the one hand on the tire, on the other hand on the elastic fasteners connecting it to the vehicle body.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Attache élastique d'amortisseur, notamment pour suspension de véhicule automobile, caractérisée per le fait qu'elle est essentiellement constituée d'une enceinte comportant des armatures 3-4-5-6 et de parois souples en élastomère 1-2 donnant à l'attache sa rigidité, et d'un matériau facilement déformable assurant une fonction d'amortissement, inclu dans ladite enceinte.1. Elastic shock absorber attachment, in particular for suspension of a motor vehicle, characterized in that it essentially consists of an enclosure comprising 3-4-5-6 reinforcements and flexible 1-2 elastomer walls giving attaches its rigidity, and of an easily deformable material ensuring a damping function, included in said enclosure. 2. Attache élastique selon la revendication caractérisée en ce qu'elle comporte une paire d'armatures 4-6 solidaires de la tige 12 de l'amortisseur, une autre paire d'armatures 3-5 soli darisées entre elles ainsi qu'à la carrosserie 11 du véhicule, chacune des armatures 4-6 étant respectivement réunie à une armature 3-5 par un bloc élastomère 1-2 qui leur sont adhérisées, déterminant ainsi une chambre étanche 7 remplie au moins partiellement par un matériau amortissant.2. Elastic fastener according to claim characterized in that it comprises a pair of 4-6 reinforcements integral with the rod 12 of the shock absorber, another pair of reinforcements 3-5 solidly connected together as well as at the body 11 of the vehicle, each of the frames 4-6 being respectively joined to a frame 3-5 by an elastomeric block 1-2 which are adhered thereto, thus determining a sealed chamber 7 filled at least partially with a damping material. 3. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le matériau amortissant possède une viscosité dynamique comprise entre 10-2 et 10 93. Poiseuille à température ambiante.3. Elastic fastener according to claims 1 and 2, characterized in that the damping material has a dynamic viscosity between 10-2 and 10 93. Poiseuille at room temperature. 4. Attache élastique selon la revendication 3 caractérisé en ce que le matériau est une huile de viscosité comprise entre 1024. Elastic fastener according to claim 3 characterized in that the material is an oil of viscosity between 102 7 et 5.107 centistokés à la température de 250C, comportant une charge solide répartie de manière homogène, le rapport des masses de la charge sur l'huile étant de l'ordre de 2 à 10. 7 and 5.107 centistokes at a temperature of 250C, comprising a homogeneously distributed solid charge, the ratio of the masses of the charge to the oil being of the order of 2 to 10. 5. Attache élastique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le matériau amortissant est une huile de type silicone de viscosité comprise entre109 et 106 centistokes à 250C, les charges solides étant des billes de verre de granulométrie de l'ordre de 40 à 90 microns, le rapport des masses de billes de verre sur l'huile étant compris entre 3 et 8. 5. Elastic fastener according to claim 4, characterized in that the damping material is a silicone type oil with a viscosity of between 109 and 106 centistokes at 250C, the solid charges being glass beads with a particle size of the order of 40 to 90 microns, the ratio of the masses of glass beads to the oil being between 3 and 8. 6. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un piston 8 est directement fixé entre les armatures 4-6, sa partie libre étant enfoncée dans le matériau amortissant.6. elastic fastener according to claims 1 and 2, characterized in that a piston 8 is directly fixed between the frames 4-6, its free part being pressed into the damping material. 7. Attache élastique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le piston 8 est situé dans un logement 20 de plus grandes dimensions, dans lequel il est maintenu par des lèvres 13-14 prolongeant les blocs d'élastomère 1-2. 7. Elastic fastener according to claims 1 and 2, characterized in that the piston 8 is located in a housing 20 of larger dimensions, in which it is held by lips 13-14 extending the blocks of elastomer 1-2.
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