FR2713731A1 - Perfectionnement aux supports antivibratoires hydrauliques et à leurs procédés de fabrication. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un support antivibratoire hydraulique comportant deux armatures rigides (1, 2) respectivement intérieure et extérieure, qui sont réunies entre elles par un corps en élastomère (3), et au moins deux chambres (A, B, C, D) remplies de liquide, qui sont au moins en partie délimitées par le corps en élastomère et qui sont reliées entre elles par au moins un canal étroit (4). Selon l'invention, le corps en élastomère comporte une partie centrale (31 ) présentant au moins deux bras de support (5), qui s'étendent radialement entre l'armature intérieure et l'armature extérieure, lesdits bras de support étant adaptés à supporter une charge axiale (P) et permettant le déplacement axial relatif des deux armatures, lesdits bras de support étant disposés chacun entre deux des chambres, et le corps en élastomère comporte en outre des parois souples (6) qui délimitent intérieurement respectivement chaque chambre, chaque paroi souple comportant deux bords latéraux (6a) qui s'étendent axialement et qui sont raccordés chacun à un bras de support au voisinage de l'armature extérieure, chaque paroi souple étant séparée de la partie centrale du corps en élastomère par une fente (7) qui s'étend entre les deux bords latéraux de ladite paroi souple.
Description
PERFECTIONNEMENT AUX SUPPORTS ANTIVIBRATOIRES HYDRAULIQUES
ET A LEURS PROCEDES DE FABRICATION
La présente invention est relative aux supports antivibratoires hydrauliques, permettant notamment de monter une carrosserie de véhicule automobile sur un châssis de ce véhicule.
ET A LEURS PROCEDES DE FABRICATION
La présente invention est relative aux supports antivibratoires hydrauliques, permettant notamment de monter une carrosserie de véhicule automobile sur un châssis de ce véhicule.
En particulier, l'invention concerne un support antivibratoire hydraulique comportant une armature rigide intérieure et une armature rigide tubulaire extérieure qui présentent des axes parallèles, l'armature extérieure entourant l'armature intérieure, lesdites armatures étant réunies entre elles par un corps en élastomère, qui supporte une charge axiale permanente appliquée à l'une des armatures et qui permet un mouvement axial relatif entre lesdites armatures, le support antivibratoire comportant en outre au moins deux chambres remplies de liquide, qui sont au moins en partie délimitées par le corps en élastomère et qui sont reliées entre elles par au moins un canal étroit.
Un tel support antivibratoire est divulgué dans le document US-A-4 936 556.
Toutefois, le support antivibratoire divulgué dans ce document n'assure aucun amortissement des vibrations radiales entre les deux armatures tubulaires.
La présente invention a pour but, surtout, de proposer un support antivibratoire du genre en question qui amortisse les vibrations radiales entre les deux armatures tubulaires.
A cet effet, selon l'invention, le corps en élastomère comporte
- d'une part, une partie centrale présentant au moins deux bras de support, qui s'étendent radialement entre l'armature intérieure et l'armature extérieure, lesdits bras de support supportant ladite charge axiale et permettant le déplacement axial relatif des deux armatures, lesdits bras de support étant disposés chacun entre deux des chambres,
- et d'autre part, des parois souples qui délimitent intérieurement respectivement chaque chambre, chaque paroi souple comportant deux bords latéraux qui s'étendent axialement et qui sont raccordés chacun à un bras de support au voisinage de l'armature extérieure, chaque paroi souple étant séparée de la partie centrale du corps en élastomère par une fente qui s'étend entre les deux bords latéraux de ladite paroi souple.
- d'une part, une partie centrale présentant au moins deux bras de support, qui s'étendent radialement entre l'armature intérieure et l'armature extérieure, lesdits bras de support supportant ladite charge axiale et permettant le déplacement axial relatif des deux armatures, lesdits bras de support étant disposés chacun entre deux des chambres,
- et d'autre part, des parois souples qui délimitent intérieurement respectivement chaque chambre, chaque paroi souple comportant deux bords latéraux qui s'étendent axialement et qui sont raccordés chacun à un bras de support au voisinage de l'armature extérieure, chaque paroi souple étant séparée de la partie centrale du corps en élastomère par une fente qui s'étend entre les deux bords latéraux de ladite paroi souple.
Grâce à cette disposition, les déformations axiales statiques et dynamiques du corps en élastomère n'entraînent aucune déformation des parois des chambres, l'amortissement des mouvements axiaux de vibration entre les deux armatures étant obtenu uniquement par les caractéristiques mécaniques du matériau élastomère.
Du fait que les déformations axiales du corps en élastomère ne concernent pas les parois des chambres, ces déformations n'entraînent pas de mise en pression du liquide contenu dans les chambres, ce qui pourrait éventuellement rendre inefficace l'amortissement des vibrations axiales, en gênant les déformations axiales du corps en élastomère, et ce qui pourrait aussi nuire à la durée de vie du support antivibratoire.
En outre, les déformations axiales du corps en élastomère n'entraînent aucune contrainte de traction et de cisaillement sur les parois axiales des chambres, ce qui pourrait se traduire par une usure rapide du support antivibratoire, voire par une rupture desdites parois axiales des chambres lors de la mise en charge du support antivibratoire.
De plus, lorsque les armatures du support antivibratoire sont soumises à des mouvements radiaux de vibration, les parois axiales des chambres ne sont soumises t aucune contrainte de traction, ce qui augmente encore la durée de vie du support.
Enfin, lorsque les fentes qui séparent les parois souples de la partie centrale du corps en élastomère forment des espaces libres, et lorsque les vibrations radiales sont de faible amplitude inférieure à l'épaisseur de cet espace libre, en particulier pour des fréquences de vibrations élevées, les mouvements relatifs des deux armatures ne se traduisent pas aucune déformation des chambres, ce qui permet que les vibrations de haute fréquence et faible amplitude ne soient pas transmises d'une armature à l'autre.
En revanche, les mouvements d'oscillation radiaux de plus grande amplitude et de plus faible fréquence entraînent des déformations des parois des chambres, donc des circulations de liquide dans les canaux étroits, qui, pour certaines fréquences, sont le siège de phénomènes de résonance qui procurent un amortissement efficace.
I1 était déjà connu d'utiliser des supports antivibratoires hydrauliques dont au moins une chambre hydraulique est délimitée par une paroi souple qui est séparée du reste du corps en élastomère, pour amortir des vibrations radiales entre deux armatures tubulaires. Le document DE-A-39 10 570, divulgue un tel support antivibratoire.
Mais il n'était pas connu de combiner cette structure avec un support antivibratoire qui supporte une charge axiale permanente avec tous les avantages que comporte cette combinaison, indiqués ci-dessus.
Dans des modes préférés de réalisation de l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes
- chaque bras de support comporte une extrémité radiale intérieure et une extrémité radiale extérieure qui, au moins avant l'application de la charge axiale permanente, sont axialement décalées en sens inverse de la déformation impose au bras de support par ladite charge axiale,
- la charge axiale permanente est appliquée sur l'armature intérieure, ladite armature intérieure comporte une extrémité axiale qui est située du côté opposé à ladite charge, et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité axiale, une butée qui coopère avec une contre butée solidaire de l'armature extérieure,
- avant l'application de la charge axiale permanente, la butée est au contact de la contre-butée, et impose au bras de support du corps en élastomère une précontrainte axiale de même sens que la charge,
- la butée comporte une garniture en élastomère, qui coopère avec la contre-butée, pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure dans un sens opposé au sens d'application de la charge axiale permanente,
- l'armature intérieure comporte une extrémité axiale située du côté de la charge axiale permanente, et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité axiale, un support qui reçoit ladite charge, ce support coopérant avec des butées solidaires de l'armature extérieure pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure dans le sens d'application de la charge,
- les butées solidaires de l'armature extérieure sont des bossages du corps en élastomère,
- le corps en élastomère comporte quatre bras de support disposés à angle droit les uns par rapport aux autres et quatre parois souples qui délimitent chacune une chambre,
- les fentes forment chacune un espace libre séparant chaque paroi souple de la partie centrale du corps en élastomère,
- chaque fente est au moins partiellement occupée par une cale.
- chaque bras de support comporte une extrémité radiale intérieure et une extrémité radiale extérieure qui, au moins avant l'application de la charge axiale permanente, sont axialement décalées en sens inverse de la déformation impose au bras de support par ladite charge axiale,
- la charge axiale permanente est appliquée sur l'armature intérieure, ladite armature intérieure comporte une extrémité axiale qui est située du côté opposé à ladite charge, et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité axiale, une butée qui coopère avec une contre butée solidaire de l'armature extérieure,
- avant l'application de la charge axiale permanente, la butée est au contact de la contre-butée, et impose au bras de support du corps en élastomère une précontrainte axiale de même sens que la charge,
- la butée comporte une garniture en élastomère, qui coopère avec la contre-butée, pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure dans un sens opposé au sens d'application de la charge axiale permanente,
- l'armature intérieure comporte une extrémité axiale située du côté de la charge axiale permanente, et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité axiale, un support qui reçoit ladite charge, ce support coopérant avec des butées solidaires de l'armature extérieure pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure dans le sens d'application de la charge,
- les butées solidaires de l'armature extérieure sont des bossages du corps en élastomère,
- le corps en élastomère comporte quatre bras de support disposés à angle droit les uns par rapport aux autres et quatre parois souples qui délimitent chacune une chambre,
- les fentes forment chacune un espace libre séparant chaque paroi souple de la partie centrale du corps en élastomère,
- chaque fente est au moins partiellement occupée par une cale.
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation d'un support antivibratoire tel que défini ci-dessus pour supporter une caisse de véhicule automobile sur un châssis dudit véhicule.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un support antivibratoire tel que défini ci-dessus, dont l'armature intérieure est tubulaire, ledit procédé comportant une première étape qui consiste & réaliser le support avec des fentes de relativement grande épaisseur, puis une deuxième étape consistant à diminuer l'épaisseur desdites fentes par une opération mécanique d'expansion radiale de l'armature tubulaire intérieure.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin joint.
Sur le dessin
- la figure 1 est une vue en coupe d'un support antivibratoire selon une forme de réalisation de l'invention, la coupe étant prise selon la ligne I-I de la figure 2, et
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne
II-II de la figure 1.
- la figure 1 est une vue en coupe d'un support antivibratoire selon une forme de réalisation de l'invention, la coupe étant prise selon la ligne I-I de la figure 2, et
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne
II-II de la figure 1.
Les termes tels que "vertical, haut, bas, supérieur, inférieur" utilisés ci-après, ne sont donnés que pour faciliter la compréhension de la description, et ne sont pas limitatifs.
Les figures 1 et 2 représentent un support antivibratoire hydraulique qui est particulièrement destiné & monter une caisse de véhicule automobile sur un chassis de ce véhicule.
Le support antivibratoire comporte deux armatures tubulaires métalliques 1, 2, respectivement intérieure et extérieure, qui dans cet exemple sont cylindriques et présentent un axe commun Z.
Les deux armatures tubulaires sont réunies entre elles par un corps en élastomère 3 qui, dans l'exemple représenté, est surmoulé sur une cage ajourée métallique 14 disposée au voisinage de sa périphérie extérieure. Le corps en élastomère 3 est vulcanisé sur l'armature intérieure 1, et lors du montage du support antivibratoire, l'armature extérieure 2 est emboîtée à force sur le corps en élastomère, puis éventuellement soumise à un rétreint, de sorte que les parties périphériques externes dudit corps en élastomère sont en contact étanche contre la surface intérieure de l'armature extérieure 2.
Dans la forme de réalisation particulière décrite ici, le corps en élastomère et l'armature extérieure 2 délimitent quatre chambres A, B, C, D, qui sont remplies de liquide et qui sont disposées de façon symétrique par rapport à l'axe commun Z des deux armatures l et 2. Les chambres A et B sont diamétralement opposées et alignées selon un axe X perpendiculaire à l'axe Z, et les chambres C et D sont également diamétralement opposées et alignées selon un axe Y perpendiculaire aux axes X et Z.
Le corps en élastomère comporte une partie centrale 31 présentant quatre bras de support 5, qui sont répartis & 90 les uns des autres et qui s'étendent radialement depuis l'armature intérieure 1 jusqu'a l'armature extérieure 2.
Chaque bras de support 5 est disposé entre deux chambres, et comporte à son extrémité radiale une gorge 4 de direction circonférentielle, qui constitue un canal étroit reliant lesdites deux chambres.
Le corps en élastomère 3 comporte en outre quatre parois souples 6, qui délimitent intérieurement chacune une des chambres A, B, C, D. Chaque paroi souple 6 comporte deux bords latéraux 6a qui s'étendent axialement, et qui sont reliés chacun à une extrémité radiale d'un des deux bras de support 5 qui encadrent la chambre délimitée par ladite paroi souple 6. Ainsi, entre ses deux bords latéraux, s'étendant axialement, chaque paroi souple 6 est séparée de la partie centrale 31 du corps en élastomère 3 par une fente 7 qui s'étend axialement sur toute la hauteur du corps en élastomère.
A chaque extrémité axiale du corps en élastomère, chaque paroi souple 6 se prolonge en outre jusqu'à l'armature extérieure 2 par une paroi 15 sensiblement radiale.
Lorsque le support antivibratoire est monté dans un véhicule, l'armature extérieure 2 est fixée au châssis du véhicule, tandis que l'armature intérieure 1 est fixée à la caisse du véhicule et supporte une charge P dirigée vertica lement vers le bas, l'axe Z étant lui-même dirigé verticalement.
Pour permettre le montage du support antivibratoire dans le véhicule, l'extrémité inférieure de l'armature extérieure 2 est emboîtée à force dans une coupelle 10 qui présente un rebord extérieur percé de trous de fixation.
D'autre part, l'extrémité supérieure l1 de la première armature l est fixée à une plaque de support 12, sur laquelle peut reposer un rail de la caisse du véhicule. En outre, cette plaque de support 12 coopère avec des bossages 13 du corps en élastomère pour limiter vers le bas le mouvement axial de l'armature intérieure 1.
Enfin, une plaque de butée 9 est fixée à l'extrémité inférieure 12 de l'armature intérieure 1, et cette plaque de butée comporte une garniture annulaire il en élastomère, qui est adaptée à buter contre la coupelle 10 pour limiter vers le haut le déplacement de l'armature intérieure 1.
Dans l'exemple représenté, la plaque de support 12 comporte un organe de fixation tubulaire l21 qui est simplement emboîté dans l'armature intérieure 1, et la plaque de butée 9 comporte également un organe de fixation tubulaire 91 qui est doté d'un filetage interne 92 et qui emboîté à force dans l'armature interne.
Ces fixations par emboîtement à force permettent le montage initial du support antivibratoire, avant sa fixation dans le véhicule. Ensuite, lors de la fixation du support antivibratoire dans le véhicule, l'organe de fixation 91 est solidarisé avec le rail de la caisse qui posé sur la plaque de support 12, au moyen d'un boulon (non représenté) qui traverse ledit rail et qui est vissé dans le filetage 92.
La charge P est reprise uniquement par les bras de support 5 du corps en élastomère, dont l'extrémité radiale intérieure se déplace axialement vers le bas lors de l'application de ladite charge P. Afin de renforcer la résistance desdits bras de support 5 contre la charge P, les bras de support 5 sont moulés avec leur extrémité radiale intérieure disposée au-dessus de leur extrémité radiale extérieure, comme représenté en pointillés sur la figure 2, sous la référence 3'.
Lors de la fixation de la plaque de butée 9, par emboîtement à force de son organe de fixation 91 dans l'armature intérieure 1, on impose à l'armature intérieure 1 un premier déplacement axial vers le bas par butée de la garniture l1 contre la coupelle 10, ce déplacement entraîne une précontrainte de compression axiale dans les bras de support 5, qui occupent alors la position représentée en traits pleins sur la figure 2. Grâce à cette précontrainte, la déformation axiale du corps en élastomère est diminuée lors de l'application de la charge P, ce qui facilite le montage de la caisse du véhicule sur son châssis, et ce qui limite en outre le débattement axial total de l'armature intérieure 1 par rapport à l'armature extérieure 2.
Après application de la charge P, la garniture Il de la plaque de butée 9 n'est plus en butée contre la coupelle 10, mais la plaque de support 12 est encore située à une certaine distance au-dessus des bossages 13 du corps en élastomère, de sorte que l'armature intérieure 1 peut se déplacer axialement vers le haut et vers le bas sur une certaine distance par rapport à l'armature extérieure 2, afin d'absorber les mouvements axiaux de vibration entre les deux armatures. Le support antivibratoire présente une faible raideur vis-à-vis de ces vibrations axiales.
L'application de la charge P, de même que les mouvements de vibration axiaux entre les deux armatures, n'entraînent aucune déformation des chambres A, B, C, D.
De même, lorsque les deux armatures 1 et 2 sont soumises à des mouvements vibratoires radiaux de haute fréquence et faible amplitude, ces mouvements n'entraînent pas ou peu de déformation des chambres A, B, C, D, ce qui permet d'éviter de transmettre ces mouvements d'une armature à l'autre.
Par contre, lorsque les deux armatures 1 et 2 sont soumises à des mouvements vibratoires ou oscillatoires de plus grande amplitude, ces mouvements entraînent des déformations des parois souples 6 du corps en élastomère, ce qui provoque des mouvements de liquide entre les chambres, par l'intermédiaire des canaux étroits 4. Ainsi, pour certaines fréquences prédéterminées, qui dépendent essentiellement de la géométrie des canaux étroits 4, ces canaux étroits sont le siège de phénomènes de résonnance qui permettent un amortissement très efficace des vibrations ou oscillations. En outre, pour limiter le débattement radial de l'armature intérieure 1 par rapport à l'armature extérieure 2, les parois souples 6 comportent des bossages 8 dirigés radialement vers l'extérieur, qui sont adaptés buter contre l'armature extérieure 2.
Le support antivibratoire selon l'invention peut éventuellement comporter seulement deux chambres A et B, diamétralement opposées et alignées selon l'axe X. Dans ce cas, le corps en élastomère ne comporte que deux bras de support 5, qui peuvent être diamétralement opposés et alignés selon l'axe Y, et deux parois souples 6.
Lors de la fabrication du corps en élastomère 3, qui se fait par moulage, il est avantageux que les fentes 7 aient une épaisseur e assez grande. En effet, ces fentes 7 sont formées par des noyaux du moule dans lequel est formé le corps en élastomère, et ces noyaux doivent être assez épais pour avoir une bonne solidité.
Dans ces conditions, il peut être utile de diminuer l'épaisseur de l'espace libre formé par les fentes 7 après le moulage du corps en élastomère, lorsque l'épaisseur e obtenue après moulage est supérieure à l'épaisseur finale souhaitée.
Cette diminution d'épaisseur peut être réalisée en insérant des cales 17 en forme de tuile dans les fentes 7 (figure 2). Ces cales 17 ont de préférence une épaisseur inférieure à l'épaisseur e des fentes 7, et sont retenues dans les fentes 7 par la plaque de butée inférieure et la plaque de support 12, ou par tout autre moyen.
Selon une autre variante, il est possible de diminuer l'épaisseur e des fentes 7 par une opération mécanique d'expansion radiale de l'armature tubulaire intérieure 1 ("Dudgeonnage").
Claims (12)
1. Support antivibratoire hydraulique comportant une armature rigide intérieure (1) et une armature rigide tubulaire extérieure (2), qui présentent des axes parallèles (Z), l'armature extérieure entourant l'armature intérieure, lesdites armatures étant réunies entre elles par un corps en élastomère (3), qui supporte une charge axiale permanente (P) appliquée à l'une des armatures, et qui permet un mouvement axial relatif entre lesdites armatures, le support antivibratoire comportant en outre au moins deux chambres (A, B, C, D) remplies de liquide, qui sont au moins en partie délimitées par le corps en élastomère (3) et qui sont reliées entre elles par au moins un canal étroit (4), caractérisé en ce que le corps en élastomère (3) comporte
- d'une part, une partie centrale (31) présentant au moins deux bras de support (5), qui s'étendent radialement entre l'armature intérieure (1) et l'armature extérieure (2), lesdits bras de support supportant ladite charge axiale (P) et permettant le déplacement axial relatif des deux armatures (1, 2), lesdits bras de support (5) étant disposés chacun entre deux des chambres (A, B, C, D),
- et d'autre part des parois souples (6) qui délimitent intérieurement respectivement chaque chambre (A,
B, C, D), chaque paroi souple (6) comportant deux bords latéraux (6a) qui s'étendent axialement et qui sont raccordés chacun à un bras de support (5) au voisinage de l'armature extérieure (2), chaque paroi souple (6) étant séparée de la partie centrale (31) du corps en élastomère par une fente (7) qui s'étend entre les deux bords latéraux de ladite paroi souple.
2. Support antivibratoire selon la revendication 1, dans lequel chaque bras de support (5) comporte une extrémité radiale intérieure et une extrémité radiale extérieure qui, au moins avant l'application de la charge axiale permanente (P), sont axialement décalées en sens inverse de la déformation imposée au bras de support (5) par ladite charge axiale.
3. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la charge axiale permanente (P) est appliquée sur l'armature intérieure (1), et ladite armature intérieure comporte une extrémité axiale (12) qui est située du côté opposé à ladite charge, et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité, une butée (9) qui coopère avec une contre-butée (10) solidaire de l'armature extérieure (2).
4. Support antivibratoire selon la revendication 3, dans lequel, avant l'application de la charge axiale permanente (P), la butée (9) est au contact de la contrebutée (10), et impose au bras de support (5) du corps en élastomère une précontrainte axiale de même sens que la charge (P).
5. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel la butée (9) comporte une garniture (11) en élastomère, qui coopère avec la contrebutée (10), pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure dans un sens opposé au sens d'application de la charge axiale permanente (P).
6. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'armature intérieure (1) comporte une extrémité axiale (li) située du côté de la charge axiale permanente (P), et ladite armature intérieure présente, à cette extrémité, un support (12) qui reçoit ladite charge, ce support coopérant avec des butées (13) solidaires de l'armature extérieure (2) pour limiter le déplacement axial de l'armature intérieure (1) dans le sens d'application de la charge (P).
7. Support antivibratoire selon la revendication 6, dans lequel les butées (13) solidaires de l'armature extérieure sont des bossages du corps en élastomère (3).
8. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps en élastomère (3) comporte quatre bras de support (5) disposés à angle droit les uns par rapport aux autres et quatre parois souples (6) qui délimitent chacune une chambre (A, B, C, D).
9. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fentes (7) forment chacune un espace libre séparant chaque paroi souple (6) de la partie centrale (31) du corps en élastomère.
10. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque fente est au moins partiellement occupée par une cale (17).
11. Utilisation d'un support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour supporter une caisse de véhicule automobile sur un châssis dudit véhicule.
12. Procédé de fabrication d'un support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dont l'armature intérieure est tubulaire, ledit procédé comportant une première étape qui consiste à réaliser le support avec des fentes (7) de relativement grande épaisseur (e), puis une deuxième étape consistant à diminuer l'épaisseur (e) desdites fentes par une opération mécanique d'expansion radiale de l'armature tubulaire intérieure (1).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR9314811A FR2713731B1 (fr) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Perfectionnement aux supports antivibratoires hydrauliques et à leurs procédés de fabrication. |
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