FR2655113A1 - Dispositif d'amortissement en elastomere rempli d'un fluide. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'amortissement en élastomère. Selon l'invention, il comprend des manchons rigides interne (12) et externe (14) avec un espace entre eux, un organe élastique (16) précomprimé axialement et radialement dans cet espace pour le subdiviser en trois poches, une chambre de travail (22) dans l'une des poches, des chambres de compensation dans les deux autres poches, contenant un fluide et des premier et second passages restrictifs (32, 36) entre le manchon externe et l'organe élastique, chacun ayant une longueur différente, le premier passage (32) étant placé à une extrémité axiale du manchon externe, permettant la communication entre la chambre de travail et la première chambre de compensation et le second passage (36) étant placé à l'autre extrémité axiale du manchon externe, pour permettre la communication entre la chambre de travail et la seconde chambre de compensation. L'invention s'applique notamment à l'industrie automobile.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif d'amortissement en
élastomère rempli d'un fluide que l'on utilise pour le montage d'une unité motrice sur la
carrosserie d'un véhicule ou analogue.
En général, une unité motrice d'un véhicule consistant en un moteur et une transmission est montée sur une carrosserie du véhicule par un montage en élastomère de manière que les vibrations de l'unité motrice ne soient
pas transmises à la carrosserie du véhicule.
Un exemple d'un tel montage est revélé dans la Publication Provisoire du Brevet Japonais NI 61-65935 et est pourvu d'une chambre de travail et d'une chambre de compensation en communication mutuelle par un seul passage restrictif de fluide qui est formé dans un manchon
interne.
Le montage de l'art antérieur présente un inconvénient parce qu'il ne peut effectuer une action souhaitée d'amortissement à la fois sur les vibrations du moteur au ralenti et les secousses du moteur (c'est-à-dire les vibrations du moteur lorsque le véhicule fonctionne, dont la fréquence est plus faible et l'amplitude est plus
importante que pour les vibrations du moteur au ralenti).
Un autre inconvénient réside dans le fait que ce montage est difficile à concevoir afin d'obtenir une action souhaitée d'amortissement sur les vibrations à basse fréquence telles que les secousses du moteur (environ 10 Hz), etc, car le seul passage de fluide, qui est formé dans le manchon interne et est par conséquent court a tendance à forcer le dispositif d'amortissement à résonner à une haute fréquence, c'est-à-dire qu'il a tendance à produire un système oscillant à une haute fréquence de résonance, la masse de ce système oscillant étant constituée du fluide dans le passage restrictif de fluide et du ressort dont le système oscillant est constitué, par les parois élastiques définissant les chambres de travail et de compensation, c'est-à-dire la résilience de la dilatation et de la
contraction des chambres de travail et de compensation.
Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il ne peut durer longtemps car les parois élastiques définissant les chambres de travail et de compensation doivent rendre
ces chambres largement variables en volume.
Selon la présente invention, on prévoit un dispositif d'amortissement en élastomère qui est rempli d'un fluide, qui comprend des manchons interne et externe rigides avec un espace entre eux, un organe élastique axialement et radialement précomprimé, disposé dans l'espace pour relier les manchons interne et externe et ainsi subdiviser l'espace en trois poches, une chambre de travail dans l'une des poches enfermées par l'organe élastique et le manchon externe, la chambre de travail contenant un fluide, des première et seconde chambres de compensation dans l'autre des poches et contenant un fluide, et des premier et second passages restrictifs de fluide entre le manchon externe et l'organe élastique, ayant des longueurs différentes, le premier passage restrictif de fluide étant placé à une extrémité axiale du manchon externe pour s'étendre circonférentiellement à celui-ci afin de permettre la communication entre la chambre de travail et la première chambre de compensation, le second passage restrictif de fluide étant placé à l'autre extrémité axiale du manchon externe pour s'étendre circonférentiellement à celui-ci et permettre la communication entre la chambre de travail et la seconde
chambre de compensation.
La structure ci-dessus est efficace pour résoudre les problèmes ci-dessus notés, inhérents au dispositif de
l'art antérieur.
La présente invention a par conséquent pour objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide qui peut produire les actions souhaitées d'amortissement sur différents phénomènes de vibration, comme les vibrations d'un moteur au ralenti et
les secousses du moteur.
La présente invention a pour autre objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide, du caractère ci-dessus décrit, permettant d'obtenir un passage restrictif du fluide d'une
longueur suffisante.
La présente invention a pour autre objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide, du caractère ci-dessus décrit, permettant d'obtenir un passage restrictif du fluide d'une
longueur suffisante.
La présente invention a pour autre objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide, du caractère ci-dessus décrit,
permettant d'améliorer la durabilité.
La présente invention a pour autre objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide, du caractère ci-dessus décrit qui
puisse être obtenu avec un nombre minimum de constituants.
La présente invention a pour autre objet de procurer un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide, du caractère ci-dessus décrit, qui
soit économique du point de vue fabrication et assemblage.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaitront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide selon un mode de réalisation de la présente invention, avec son manchon externe omis; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'amortissement de la figure 1; la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 mais elle montre le procédé d'ajustement de l'organe élastique déformable dans le manchon externe; la figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est un développement d'un plus long passage restrictif du fluide; la figure 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne VI-VI de la figure 2; et la figure 7 est un développement d'un plus court
passage restrictif du fluide.
En se référant aux figures 1 à 7, un dispositif d'amortissement en élastomère rempli d'un fluide selon un mode de réalisation de la présente invention est généralement indiqué en 10 et il comprend des manchons interne et externe concentriques rigides 12, 14 et un organe en élastomère ou élastique déformable 16 interposé entre les manchons interne et externe 12, 14, pour les relier. Dans l'utilisation du dispositif d'amortissement 10, le manchon interne 12 est fixé à une unité motrice 18 au moyen d'un boulon (non représenté) qui le traverse tandis que le manchon externe 14 est attaché à la carrosserie 20 du véhicule de manière que l'unité motrice 18 soit supportée par l'organe élastique déformable 16 sur la carrosserie 20 du véhicule De ce point de vue, les manchons interne et externe 12, 14 peuvent être attachés en sens inverse à l'unité motrice 18 et à la carrosserie
du véhicule, pour produire le même effet.
L'organe élastique déformabl e 16 délimite ou définit d'un côté, c'est-àdire du côté inférieur sur les dessins, une chambre de travail 22 remplie d'un fluide hydraulique "L" et il a une ouverture axiale étroite 24 qui s'étend le long de la chambre de travail 22 de manière qu'un diaphragme 26 soit défini entre la chambre de travail 22 et l'ouverture 24. L'organe élastique déformable 16 a, de son autre côté, c'est-à-dire du c 3 té supérieur sur les dessins et en une portion axialement centrale, une ouverture radiale étroite 28 qui sépare axialement la portion du côté supérieur en deux sections 16 a, 16 b, dont l'une 16 a forme une première chambre de compensation 30 remplie de fluide hydraulique "L" et aui communique par un plus long passage restrictif de fluide 32 avec la chambre de travail 22 et dont l'autre 16 b forme une seconde chambre de compensation 34 remplie du fluide hydraulique "L" et qui communique par un plus court passage restrictif de fluide 36 avec la chambre 22 De ce mode de réalisation, les première et seconde chambres de compensation 30, 34, en regardant dans un plan de projection perpendiculaire à l'axe de l'organe élastique 16 ont une forme de secteur et sont agencées sytmétriquement sur les côtés opposés d'une ligne
diamétrale, respectivement.
L'organe élastique déformable 16 a de plus des ouvertures axiales étroites 38, 40 qui s'étendent le long des première et seconde chambres de compensation 30 34 de manière que des diaphragmes 42, 44 soient définis entre les ouvertures 38, 40 et les chambres de compensation 30,
34, respectivement.
L'organe élastique déformable 16 a un diamètre réduit à ses extrémités axiales opposées afin de former des portions extrêmes échelonnées 16 c, 16 d Deux bagues axialement alignées de renforcement 46, 48 ayant généralement une section en forme de "L" sont noyées dans les portions extrêmes échelonnnées 16 c, 16 d de l'organe élastique déformable 16 en des emplacements adjacents à ses pourtours Les bagues de renforcement 46, 48 ont des portions partiellement cylindriques creuses 46 a, 48 a qui sont noyées dans les sections axialement séparées 16 a, 16 b de l'organe élastique déformable 16 en des emplacements adjacents à ses pourtours externes. L'organe élastique déformable 16 est fait en caoutchouc ou analogue, et il est collé, à son pourtour interne, au manchon interne 12 par sulfurisation et est précomprimé pour s'ajuster, par son pourtour externe, dans le manchon externe 14 De ce point de vue, l'organe élastique déformable 16 est fermement ajusté dans le manchon externe 14 par l'effet des bagues de renforcement 46, 48 Cet ajustement est atteint, comme le montre la figure 3, en précomprimant l'organe élastique déformable 16 radialement et en le poussant axialement dans le manchon externe 14 jusqu'à ce que ses sections axialement séparées 16 a, 16 b soient en contact l'une avec l'autre
comme le montre la figure 2.
Les passages restrictifs plus long et plus court de fluide 32, 36 sont définis entre les portions extrêmes échelonnées 16 c, 16 d de l'organe élastique déformable 16 et le manchon externe 14 quand l'organe élastique déformable 16 et le manchon 14 sont assemblés De ce point de vue, le manchon externe 14 a un rebord 54 vers l'intérieur à une première extrémité opposée à une seconde extrémité, par o l'organe élastique déformable 16 est poussé dans le manchon externe 14 Après insertion de l'organe élastique déformable 16 dans le manchon externe 14, la seconde extrémité est cintrée comme montré en pointillé à la figure 3 et est ainsi formée en un rebord 56 vers l'intérieur de manière que deux espaces arqués soient définis entre les rebords 54, 56 vers l'intérieur et les portions extrêmes échelonnées 16 c, 16 d de l'organe élastique 16 pour former le plus court passage restrictif du fluide 36 et le plus long passage restrictif du fluide
32, respectivement.
Le manchon externe 14 est scellé par matage, à ses rebords vers l'intérieur 54, 56, aux portions extrêmes
échelonnées 16 c, 16 d de l'organe élastique déformable 16.
La portion extrême échelonnée 16 c de l'organe élastique déformable 16 qui définit le plus long passage restrictif de fluide 32 ci-dessus décrit, présente des encoches ou découpes 32 a, 32 b par o le passage restrictif de fluide 32 communique, à ses extrémités longitudinales opposées, avec la chambre de travail 22 et la première chambre de compensation 30 Par ailleurs, la portion extrême échelonnée 16 d de l'organe élastique déformable 16, qui définit le plus court passage restrictif de fluide 36, présente des encoches ou découpes 36 a et 36 b par o le passage restrictif de fluide 36 communique, à ses extrémités longitudinales opposées, avec la chambre de
travail 22 et la seconde chambre de compensation 34.
En fonctionnement, les vibrations de l'unité motrice 18 forcent les manchons interne et externe 12, 14 à se déplacer l'un relativement à l'autre les mouvements relatifs des manchons interne et externe 12, 14 provoquent des déformations de l'organe élastique déformable 16 et par conséquent des variations du volume de la chambre de travail 22 Les variations de la chambre de travail 22 provoquent un écoulement de fluide entre la chambre 22 et la première chambre de compensation 30 et/ou la seconde
chambre de compensation 34.
Dans ce cas, il faut noter que le dispositif d'amortissement en élastomère rempli de fluide 10 de cette invention est pourvu de deux passages restrictifs de fluide par o le fluide peut s'écouler entre la chambre de travail 22 et les première et seconde chambres de compensation 30, 34, c'est-à-dire que le fluide peut s'écouler entre la chambre de travail 22 et la première chambre de compensation par le plus long passage restrictif de fluide 32 et entre la chambre de travail 22 et la seconde chambre de compensation 34 par le plus court
passage restrictif de fluide 36.
Dans ce mode de réalisation, l'écoulement de fluide à travers le plus long passage restrictif de fluide 32 est adapté à l'amortissement ou à l'atténuation des secousses du moteur tandis que l'écoulement de fluide à travers le plus court passage restrictif de fluide 34 est adapté à l'amortissement ou à l'atténuation des vibrations
au ralenti du moteur.
Pendant les secousses du moteur Pour atténuer les secousses du moteur, qui sont de l'ordre de 10 Hz et ont une amplitude relativement importante (environ L 1 mm), un système oscillant, dont la masse est supposée être constituée du fluide "L" dans le plus long passage restrictif 32 et dont le ressort est supposé être constitué des diaphragmes 26, 42 définissant la chambre de travail 22 et la première chambre de compensation 30, c'està-dire la résilience lors de la dilatation et de la contraction des chambres 22 et 30, est conçu pour résonner à une fréquence d'environ 10 Hz Quand le dispositif d'amortissement 10 est soumis à des vibrations de moteur à une fréquence d'environ 10 Hz, il résonne pour forcer le fluide "L" dans le long passage restrictif 32 à se déplacer en va-et-vient de force, pour ainsi amortir ou atténuer les secousses du moteur par l'effet de la perte de l'écoulement de fluide du fait de la résistance à l'écoulement du plus long passage
restrictif 32.
Pendant les vibrations au ralenti du moteur Pendant les vibrations au ralenti du moteur d'environ 20 à 30 Hz, et d'une relativement petite amplitude (environ + 0,3 mm), peu d'écoulement de fluide se produit à travers le plus long passage restrictif 32 car la perte de l'écoulement de fluide à travers le plus long passage restrictif 32 devient très importante mais un écoulement de fluide se produit entre la chambre de travail 22 et la seconde chambre de compensation 34 par le plus court passage restrictif 36 ce qui aide à la déformation de l'organe élastique déformable 16 pour réduire sa constance d'élasticité dynamique et ainsi
amortir ou atténuer les vibrations au ralenti.
Le dispositif d'amortissement 10 est conçu de manière qu'un système oscillant, dont la masse est supposée être constituée du fluide "L" dans le plus court passage restrictif et dont le ressort est supposé être constitué des diaphragmes 26, 44 définissant la chambre de travail 22 et la seconde chambre de compensation 34, résonne à une fréquence de 30 Hz ou un peu plus Quand les vibrations du moteur sont égales à ou plus faibles que Hz, c'est-à-dire environ 20 à 30 Hz, l'écoulement de fluide à travers le plus court passage restrictif 36 se produit en réponse aux variations de volume de la chambre de travail 22 et de la seconde chambre de compensation 34, aidant ainsi à la déformation de l'organe élastique déformable 16 et réduisant ainsi sa constance d'élasticité
dynamique de manière efficace.
De ce qui précède, on peut comprende que deux passages restrictifs de fluide, c'est-à-dire le plus long passage 32 et le plus court passage 36 sont prévus pour mettre la chambre de travail 32 en communication avec les première et seconde chambres de compensation 30, 34, respectivement, permettant ainsi de produire une action souhaitée d'amortissement à la fois pour les vibrations du
moteur au ralenti et les secousses du moteur.
On comprendra de plus que, comme le plus long passage restrictif 30 est formé le long du pourtour externe du manchon externe 14, il est devient possible d'obtenir une longueur suffisamment importante de ce passage 30, ce qui permet d'établir la fréquence de résonance d'un système oscillant à environ 10 Hz, la masse de ce système oscillant étant supposée être constituée du fluide "L" dans le passage restrictif 30, le ressort de ce système étant supposé être constitué des diaphragmes 42, 44 définissant la chambre de travail 22 et la première chambre de compensation 30, c'està-dire la résilience dans la dilatation et la contraction des chambres 42 et 44, et cela permet d'obtenir une action souhaitée
d'amortissement lors des secousses du moteur.
On comprendra de plus que, comme l'organe élastique déformable 16 s'adapte dans le manchon externe 14 alors qu'il est précomprimé axialement et radialement, la dilatation de l'organe 16 provoque une réduction de l'effort interne du à la précompression ci-dessus, permettant ainsi de réduire la charge réellement appliquée à l'organe élastique déformable 16 en réponse à des variations de volume de la chambre 22 et des chambres de compensation 30, 34 et permettant ainsi d'améliorer
considérablement la durabilité.
On comprendra de plus que les plus long et plus court passages restrictifs 32, 36 sont formés des portions extrêmes échelonnées 16 c, 16 d de l'organe élastique déformable 16 o sont noyées les bagues de renforcement 46, 48 et des rebords 54, 56, vers l'intérieur, du manchon externe 14, scellés aux portions extrêmes échelonnées 16 c, 16 d par matage, ce qui permet d'obtenir les passages restrictifs 32, 36 sans nécessiter de pièces ou d'éléments indépendants additionnels, c'est-à- dire avec un nombre minimum de constituants, et par conséquent de réduire les
dépenses de fabrication et d'assemblage.
1 1 Tandis que le dispositif d'amortissement de la présente invention a été décrit comme s'appliquant à l'amortissement ou à l'atténuation des vibrations du moteur au ralenti et des secousses du moteur, il n'est pas limité à de telles vibrations et peut s'appliquer à
d'autres sortes de vibrations.
Claims (8)
1 Dispositif d'amortissement en élastomère, caractérisé en ce qu'il comprend: des manchons rigides interne ( 12) et externe ( 14) avec un espace entre eux; un organe élastique ( 16) précomprimé axialement et radialement, disposé dans ledit espace pour relier lesdits manchons interne et externe et ainsi subdiviser ledit espace en trois poches; une chambre de travail ( 22) dans l'une desdites poches enfermées entre ledit organe élastique et ledit manchon externe, ladite chambre de travail contenant un fluide; des première et seconde chambres de compensation ( 30, 34) dans les autres des poches et contenant un fluide; et des premier et second passages restrictifs de fluide ( 32, 36) entre ledit manchon externe et ledit organe élastique et ayant différentes longueurs; ledit premier passage restrictif ( 32) étant placé à une extrémité axiale dudit manchon externe pour s'étendre circonférentiellement à lui afin de permettre la communication entre la chambre de travail et la première chambre de compensation; ledit second passage restrictif ( 36) étant placé à l'autre extrémité axiale dudit manchon externe pour s'étendre circonférentiellement à lui et permettre la communication entre ladite chambre de travail et ladite
seconde chambre de compensation.
2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique ( 16) a trois ouvertures axiales qui s'étendent le long de la chambre de travail et des première et seconde chambres de compensation de manière que trois diaphragmes soient définis entre lesdites chambres et lesdites ouvertures axiales, respectivement, lesdits diaphragmes délimitant lesdites première et seconde chambres de compensation ayant une résilience différente.
3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier passage restrictif ( 32) est plus long que le second passage restrictif ( 36) et les diaphragmes délimitant la chambre de travail et la première chambre de compensation et le premier passage restrictif sont adaptés à amortir les vibrations à de relativement basses fréquences tandis que les diaphragmes délimitant la chambre de travail et la seconde chambre de compensation et le second passage restrictif sont adaptés
à amortir des vibrations à relativement haute fréquence.
4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les vibrations à relativement basse fréquence sont des secousses d'un moteur et les vibrations à relativement haute fréquence sont les vibrations au
ralenti du moteur.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les diaphragmes ( 26, 42) délimitant la chambre de travail ( 22) et la première chambre de compensation ( 30) sont supposés constituer un ressort d'un système oscillant tandis que le fluide dans le premier passage restrictif est supposé constituer une masse dudit système oscillant ayant une fréquence de résonance
d'environ 10 Hz.
6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les diaphragmes ( 26, 44) délimitant la chambre de travail ( 22) et la seconde chambre de compensation ( 34) sont supposés constituer un ressort d'un système oscillant tandis que le fluide dans le second passage restrictif est supposé constituer une masse dudit second système oscillant, ledit second système oscillant
atténuant une fréquence de 30 Hz ou un peu plus grande.
7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de travail ( 22) est délimitée, d'un côté dudit organe élastique tandis que les première et seconde chambres de compensation sont délimitées de l'autre côté dudit organe élastique, ledit organe élastique ( 16) étant axialement séparé de l'autre côté en première et seconde sections de manière que les première et seconde chambres de compensation soient délimitées par lesdites sections axialement séparées dudit
organe élastique, respectivement.
8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus deux bagues axialement alignées de renforcement ( 46, 48) ayant généralement une section en forme de "L", l'organe élastique étant d'un diamètre réduit à ses extrémités axiales opposées afin de former des portions extrêmes échelonnées o sont noyées lesdites bagues de renforcement en des emplacements adjacents aux pourtours externes
desdites portions extrêmes échelonnées.
9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le manchon externe a, à ses extrémités axiales opposées, des rebords ( 54, 56) tournés vers l'intérieur qui coopèrent avec lesdites portions extrêmes échelonnées dudit organe élastique pour définir entre eux des espaces arqués servant de premier et second
passages restrictifs de fluide.
Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bagues de renforcement ( 46, 48) ont des portions partiellement cylindriques et creuses qui sont noyées dans les sections axialement séparées de l'organe élastique en des emplacements à proximité de ses
pourtours externes.
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