FR2921706A1 - HYDROELASTIC ANTIVIBRATORY DEVICE - Google Patents
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Abstract
Dispositif antivibratoire hydroélastique (1) pour assembler au moins deux pièces d'une structure et amortir les vibrations transmises entre l'une et l'autre grâce à l'inertie d'un liquide d'amortissement susceptible de circuler dans ledit dispositif, utilisable notamment dans un organe de liaison au sol pour véhicule automobile ; ce dispositif comporte au moins :- une armature externe (2) et une armature interne (3) disposées l'une autour de l'autre et destinées a être fixées respectivement à l'une et à l'autre desdites pièces à assembler ;- un ensemble élastiquement déformable (4, 5, 6, 7, 8) faisant ressort hydroélastique disposé entre lesdites armatures (2, 3) de manière à permettre un déplacement relatif entre lesdites armatures, ledit ensemble étant conformé de manière à délimiter entre lesdites armatures au moins un volume étanche (6, 8) et contenant ledit liquide d'amortissement (7),et il est caractérisé en ce que le liquide d'amortissement est une solution aqueuse comportant un sel soluble dans l'eau.Hydroelastic antivibration device (1) for assembling at least two parts of a structure and damping the vibrations transmitted between one and the other thanks to the inertia of a damping liquid capable of circulating in said device, in particular usable in a ground connection member for a motor vehicle; this device comprises at least: - an outer armature (2) and an inner armature (3) arranged around each other and intended to be fixed respectively to one and the other of said parts to be assembled; an elastically deformable assembly (4, 5, 6, 7, 8) making hydroelastic spring disposed between said armatures (2, 3) so as to allow a relative displacement between said armatures, said assembly being shaped so as to delimit between said armatures at less than a sealed volume (6, 8) and containing said damping liquid (7), and characterized in that the damping liquid is an aqueous solution comprising a water-soluble salt.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs destinés à l'amortissement des vibrations, plus précisément des dispositifs (ou "articulations", "filtres", "supports", ces termes étant considérés ici comme synonymes) dont la fonction antivibratoire est assurée par l'inertie d'un ensemble faisant ressort hydroélastique, formé d'une ou plusieurs chambres ou poches remplies de liquide qui permettent d'amortir par circulation dudit liquide, de tels dispositifs étant encore connus sous le nom de dispositifs antivibratoires hydroélastiques. The field of the present invention is that of devices intended for damping vibrations, more specifically devices (or "joints", "filters", "supports", these terms being considered here as synonyms) whose antivibration function is ensured. by the inertia of a hydroelastic spring assembly, formed of one or more chambers or bags filled with liquid that allow damping by circulation of said liquid, such devices are still known as hydroelastic antivibration devices.
Ces dispositifs antivibratoires hydroélastiques, employés notamment dans l'industrie automobile, sont généralement destinés à assembler deux pièces d'une structure et amortir des vibrations transmises entre l'une et l'autre. These hydroelastic antivibration devices, used in particular in the automotive industry, are generally intended to assemble two parts of a structure and to damp vibrations transmitted between one and the other.
La présente invention est plus particulièrement relative à la composition des liquides 15 d'amortissement utilisés dans ces dispositifs antivibratoires hydroélastiques. The present invention more particularly relates to the composition of the damping liquids used in these hydroelastic antivibration devices.
ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
20 Les dispositifs antivibratoires hydroélastiques sont bien connus de l'homme du métier, ils ont été décrits dans un très grand nombre de brevets ou demandes de brevet ; on citera à titre d'exemples les documents EP 234 966 ou US 4 768 760, FR 2 710 120, FR 2 788 822, FR 2 814 521, FR 2 819 301, FR 2 823 817, FR 2 841 621, FR 2 853 379, FR 2 853 380, FR 2 887 001 ou EP 1 734 278, FR 06/10153, FR 06/11230, WO 03/033936, WO 03/069184. 25 Ces dispositifs antivibratoires hydroélastiques comportent au moins une armature externe et une armature interne disposées l'une autour de l'autre et destinées à être fixées respectivement à l'une et à l'autre des pièces a assembler, et un ensemble faisant ressort hydroélastique disposé entre lesdites armatures relativement rigides de manière à permettre 30 un déplacement relatif quelconque, par exemple transversal ou radial, entre lesdites armatures. Hydroelastic antivibration devices are well known to those skilled in the art; they have been described in a very large number of patents or patent applications; examples are EP 234 966 or US 4,768,760, FR 2 710 120, FR 2 788 822, FR 2 814 521, FR 2 819 301, FR 2 823 817, FR 2 841 621, FR 2. 853 379, FR 2 853 380, FR 2 887 001 or EP 1 734 278, FR 06/10153, FR 06/11230, WO 03/033936, WO 03/069184. These hydroelastic antivibration devices comprise at least one external armature and an internal armature arranged around each other and intended to be fixed respectively to the one and the other of the parts to be assembled, and a hydroelastic spring assembly. disposed between said relatively rigid armatures so as to allow any relative displacement, for example transverse or radial, between said armatures.
Ledit ensemble formant ressort hydroélastique comporte un élément élastiquement déformable, par exemple en matériau élastomérique, conformé de manière à délimiter entre 35 lesdites armatures au moins un volume étanche contenant le liquide d'amortissement. C'est ledit ensemble déformable ou ressort hydroélastique qui procure l'amortissement au dispositif antivibratoire, grâce au déplacement relatif du liquide d'amortissement. Said hydroelastic spring assembly comprises an elastically deformable element, for example of elastomeric material, shaped so as to delimit between said armatures at least one sealed volume containing the damping liquid. It is said deformable assembly or hydroelastic spring which provides damping to the antivibration device, thanks to the relative displacement of the damping liquid.
Ces dispositifs ont deux fonctions principales : offrir des degrés de liberté entre les pièces 40 qu'ils assemblent et atténuer, dans une plus ou moins grande mesure selon l'application visée, P10-2013 la transmission de vibrations entre l'une et l'autre de ces pièces. Ils sont également désignés parfois par le terme de bushing . These devices have two main functions: to offer degrees of freedom between the parts 40 that they assemble and attenuate, to a greater or lesser extent depending on the intended application, P10-2013 the transmission of vibrations between the one and the other of these parts. They are also sometimes referred to as bushing.
Dans le domaine de la construction des véhicules automobiles, par exemple, ces dispositifs hydroélastiques sont notamment utilisés pour l'assemblage et l'amortissement des organes de liaison au sol, comme les essieux ou les triangles de suspension des trains de roues, par rapport à la structure principale ou caisse du véhicule. Dans ce cas, ce sont les modes de déplacement dans la direction longitudinale du véhicule dont l'amortissement est particulièrement visé, comme par exemple le mouvement de recul d'une roue au contact d'un obstacle. In the field of the construction of motor vehicles, for example, these hydroelastic devices are used in particular for the assembly and the damping of the connecting members on the ground, such as the axles or the suspension triangles of the wheel trains, with respect to the main structure or body of the vehicle. In this case, it is the modes of movement in the longitudinal direction of the vehicle whose damping is particularly targeted, such as the movement of a wheel back in contact with an obstacle.
D'autres sources de vibrations connues au niveau des organes de liaison au sol d'un véhicule sont aussi le balourd des roues, la non uniformité des pneumatiques en roulement, les défauts des disques de frein et les dispositifs d'assistance au freinage. Other sources of vibration known at the level of the vehicle's ground link members are also the unbalance of the wheels, the non-uniformity of the rolling tires, the defects of the brake disks and the braking assistance devices.
De manière connue, les vibrations des organes de liaison au sol sont généralement caractérisées par des fréquences de résonance relativement basses et des amplitudes relativement élevées de sorte qu'elles sont perceptibles par les occupants du véhicule si elles sont incorrectement amorties. In known manner, the vibrations of the ground link members are generally characterized by relatively low resonant frequencies and relatively high amplitudes so that they are perceptible to the occupants of the vehicle if they are improperly damped.
Actuellement, les dispositifs hydroélastiques utilisent comme liquide d'amortissement du glycol ou des mélanges de glycol et d'eau. Currently, the hydroelastic devices use as buffering liquid glycol or mixtures of glycol and water.
L'amélioration de la performance d'amortissement, tout particulièrement à basse fréquence, 25 des dispositifs antivibratoires hydroélastiques décrits ci-dessus reste une préoccupation constante des concepteurs de véhicules automobiles ou d'organes de liaison au sol pour ces véhicules. The improvement of the damping performance, especially at low frequency, of the hydroelastic antivibration devices described above remains a constant preoccupation of the designers of motor vehicles or of ground connection members for these vehicles.
30 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Poursuivant leurs recherches, les Demanderesses ont découvert un liquide d'amortissement amélioré qui permet d'obtenir, dans une dispositif antivibratoire hydroélastique, un effet d'inertie plus important, se traduisant notamment par un déplacement des fréquences 35 amorties vers le domaine des plus basses fréquences. Continuing their research, the Applicants have discovered an improved damping liquid which makes it possible to obtain, in a hydroelastic antivibratory device, a greater inertia effect, notably resulting in a displacement of the damped frequencies towards the lowest range. frequencies.
A fréquence donnée, un tel liquide d'amortissement permet d'obtenir une efficacité supérieure du dispositif hydroélastique ; il permet aussi, à amortissement constant, de réduire de manière sensible le volume dudit dispositif. 20 40 En conséquence, un premier objet de l'invention concerne (en référence à la figure unique annexée) un dispositif antivibratoire hydroélastique (1) pour assembler au moins deux pièces d'une structure et amortir les vibrations transmises entre l'une et l'autre grâce à l'inertie d'un liquide d'amortissement (7) susceptible de circuler dans ledit dispositif, ce dispositif comportant au moins : At a given frequency, such a damping liquid makes it possible to obtain a higher efficiency of the hydroelastic device; it also allows, at constant damping, to significantly reduce the volume of said device. Consequently, a first object of the invention concerns (with reference to the single appended figure) a hydroelastic antivibration device (1) for assembling at least two parts of a structure and for damping the vibrations transmitted between the one and the owing to the inertia of a damping liquid (7) capable of circulating in said device, this device comprising at least:
• une armature externe (2) et une armature interne (3) disposées l'une autour de l'autre et destinées a être fixées respectivement à l'une et à l'autre desdites pièces à assembler ; • un ensemble élastiquement déformable (4) faisant ressort hydroélastique disposé entre lesdites armatures (2, 3) de manière à permettre un déplacement relatif entre lesdites armatures, ledit ensemble étant conformé de manière à délimiter entre lesdites armatures au moins un volume étanche (6, 8) contenant ledit liquide d'amortissement (7), et étant caractérisé en ce que le liquide d'amortissement est une solution aqueuse comportant un sel soluble dans l'eau. An outer armature (2) and an inner armature (3) arranged one around the other and intended to be fixed respectively to one and to the other of said parts to be assembled; An elastically deformable assembly (4) with hydroelastic spring disposed between said reinforcements (2, 3) so as to allow a relative displacement between said reinforcements, said assembly being shaped so as to delimit between said reinforcements at least one sealed volume (6, 8) containing said damping liquid (7), and characterized in that the damping liquid is an aqueous solution comprising a water-soluble salt.
L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine des véhicules automobiles, notamment dans le cadre des organes de liaison au sol de tels véhicules. Par exemple, le dispositif antivibratoire hydroélastique peut former un filtre antivibratoire, une articulation ou liaison d'un triangle, d'un bras ou d'un sous-chassis à la caisse, ou encore un support moteur. The invention is more particularly applicable in the field of motor vehicles, particularly in the context of the ground connection members of such vehicles. For example, the hydroelastic antivibration device can form an antivibration filter, a joint or connection of a triangle, an arm or a sub-frame to the body, or a motor support.
L'invention a également pour objet les organes de liaison au sol pour véhicules automobiles lorsqu'ils comportent un dispositif antivibratoire hydroélastique conforme à l'invention. The invention also relates to the ground connection members for motor vehicles when they comprise a hydroelastic antivibration device according to the invention.
L'invention a également pour objet l'utilisation comme liquide d'amortissement, dans un dispositif antivibratoire hydroélastique, d'une solution aqueuse comportant un sel soluble 30 dans l'eau. The invention also relates to the use as a damping liquid, in a hydroelastic antivibration device, of an aqueous solution comprising a salt soluble in water.
L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent, ainsi que de la figure annexée qui schématise, en coupe transversale, un exemple de dispositif antivibratoire hydroélastique. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) 40 indiqués sont des % en masse. 35 2921706 -4- The invention as well as its advantages will be readily understood in the light of the description and the following exemplary embodiments, as well as the appended figure which schematizes, in cross-section, an exemplary hydroelastic antivibration device. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present description, unless expressly indicated otherwise, all percentages (%) indicated are% by weight. 35 2921706 -4-
D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de 5 valeurs allant de a jusqu'à b (c'est-à-dire incluant les bornes strictes a et b). On the other hand, any range of values designated by the expression "between a and b" represents the range of values from more than a to less than b (i.e. terminals a and b excluded) while any range of values designated by the term "from a to b" means the range of values from a to b (i.e., including the strict limits a and b).
Le dispositif hydroélastique de l'invention a pour caractéristique essentielle de comporter un liquide d'amortissement qui est une solution aqueuse comportant un sel soluble dans l'eau. The hydroelastic device of the invention has the essential feature of comprising a damping liquid which is an aqueous solution comprising a salt soluble in water.
10 En fonction du type de sel choisi et de son taux dans la solution aqueuse, il est possible d'ajuster aisément la densité souhaitée pour le liquide d'amortissement ; de préférence, cette densité de la solution aqueuse est supérieure à 1,05 ; plus préférentiellement, cette densité est supérieure à 1,10, en particulier supérieure à 1,15. Depending on the type of salt selected and its level in the aqueous solution, it is possible to easily adjust the desired density for the damping liquid; preferably, this density of the aqueous solution is greater than 1.05; more preferably, this density is greater than 1.10, in particular greater than 1.15.
15 La densité ici mentionnée est bien entendu la densité relative à l'eau, ce qui est équivalent à la masse volumique exprimée en g/cm3 ; elle est mesurée à 20°C. The density mentioned here is of course the density relative to water, which is equivalent to the density expressed in g / cm 3; it is measured at 20 ° C.
Des densités élevées permettent, grâce à une inertie plus importante du liquide d'amortissement, de déplacer les fréquences amorties vers le domaine des plus basses 20 fréquences. Pour une basse fréquence donnée, un amortissement supérieur peut être ainsi obtenu sans avoir, ce qui constitue un autre avantage majeur de l'invention, à redimensionner (le plus souvent augmenter) le volume des pièces ou à retravailler leur géométrie. Réciproquement, à amortissement constant, il est avantageusement possible de réduire le volume du dispositif antivibratoire et donc aussi finalement celui de la pièce, telle par 25 exemple qu'un organe de liaison au sol, à laquelle il est destiné. High densities make it possible, thanks to greater inertia of the damping liquid, to move the damped frequencies towards the lower frequency range. For a given low frequency, higher damping can be obtained without having, which is another major advantage of the invention to resize (usually increase) the volume of parts or to rework their geometry. Conversely, with constant damping, it is advantageously possible to reduce the volume of the antivibration device and therefore also that of the part, such as for example a ground connection member for which it is intended.
Pour toutes les raisons ci-dessus, on préfère que la densité de la solution aqueuse (ou du liquide d'amortissement, ce qui est équivalent) soit supérieure à 1,20, plus préférentiellement supérieure à 1,25, notamment supérieur à 1,30. Conviennent tous les sels suffisamment solubles dans l'eau pour que la densité visée soit atteinte. For all the above reasons, it is preferred that the density of the aqueous solution (or damping liquid, which is equivalent) is greater than 1.20, more preferably greater than 1.25, in particular greater than 1, 30. All salts sufficiently soluble in water are suitable for achieving the target density.
Le sel est préférentiellement choisi dans le groupe constitué par les sels de sodium, les sels 35 de potassium, les sels de magnésium, les sels d'aluminium, et les mélanges de tels sels, plus préférentiellement parmi les sels de potassium, les sels de sodium et les mélanges de ces sels.30 De tels sels permettent l'obtention de solutions aqueuses, saturées ou non saturées, dont la densité peut être supérieure à 1,30, voire même supérieure à 1,40 dans de nombreux cas, en particulier pour des solutions saturées en sel ou proches de la saturation. The salt is preferably selected from the group consisting of sodium salts, potassium salts, magnesium salts, aluminum salts, and mixtures of such salts, more preferably from potassium salts, sodium salts, and the like. These salts make it possible to obtain saturated or unsaturated aqueous solutions whose density may be greater than 1.30, or even greater than 1.40 in many cases, in particular for solutions saturated with salt or close to saturation.
A titre d'exemples de tels sels, on citera notamment les sels suivants (pour exemple, ds représente ci-après la densité théorique approximative d'une solution aqueuse saturée en sel ou proche de la saturation) : disulfite de potassium (K2S2O5 ; ds = 1,3), chlorure de magnésium (MgC12 ; ds = 1,3), bromure de potassium (KBr ; ds = 1,3), sulfate d'aluminium (par exemple Al2(SO4)3, 18H2O ; ds = 1,4), acétate de sodium (NaC2H3O2 ; ds = 1,4), acétate de magnésium (par exemple Mg(C2H3O2)2, 4H2O ; ds = 1,4), phosphate de potassium (K3PO4 ; ds = 1,7), carbonate de potassium (K2CO3 ; ds = 1,7), bromure de sodium (NaBr ; ds = 1,8), citrate de potassium (K3C6H5O7, H2O ; ds = 1,8), iodure de potassium (KI ; ds = 1,9), formiate de potassium (KCHO2 ; ds = 1,9), iodure de sodium (NaI ; ds = 2,3). By way of examples of such salts, mention may be made in particular of the following salts (for example, ds represents hereinafter the approximate theoretical density of a saturated aqueous solution in salt or close to saturation): potassium disulphite (K 2 S 2 O 5; = 1.3), magnesium chloride (MgCl2, ds = 1.3), potassium bromide (KBr, ds = 1.3), aluminum sulphate (for example Al2 (SO4) 3, 18H2O, ds = 1). 4), sodium acetate (NaC2H3O2, ds = 1.4), magnesium acetate (for example Mg (C2H3O2) 2, 4H2O, ds = 1.4), potassium phosphate (K3PO4, ds = 1.7) , potassium carbonate (K2CO3, ds = 1.7), sodium bromide (NaBr, ds = 1.8), potassium citrate (K3C6H5O7, H2O, ds = 1.8), potassium iodide (KI, ds = 1.9), potassium formate (KCHO 2, ds = 1.9), sodium iodide (NaI, ds = 2.3).
Parmi les sels ci-dessus, à titre d'exemples plus préférentiels, on citera ceux choisis dans le groupe constitué par le formiate de potassium, le carbonate de potassium, le citrate de potassium, le bromure de sodium, le sulfate d'aluminium, et les mélanges de tels sels. Among the above-mentioned salts, by way of more preferred examples, mention may be made of those selected from the group consisting of potassium formate, potassium carbonate, potassium citrate, sodium bromide, aluminum sulphate, and mixtures of such salts.
Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, le sel utilisé est choisi dans le groupe constitué par le carbonate de potassium, le citrate de potassium, le bromure de sodium et les mélanges de ces sels. According to a particularly preferred embodiment, the salt used is selected from the group consisting of potassium carbonate, potassium citrate, sodium bromide and mixtures of these salts.
L'homme du métier saura, à la lumière de la présente description et de ses exemples, ajuster le taux (% massique) de sel dans la solution aqueuse, selon le type de sel employé et la densité visée pour le liquide d'amortissement du dispositif antivibratoire utilisé. Typiquement et préférentiellement, ce taux de sel est supérieur à 10%, plus préférentiellement compris entre 10% et 80%, en particulier compris entre 20% et 60% (% en poids de solution aqueuse). The person skilled in the art will know, in the light of the present description and of his examples, to adjust the rate (% by weight) of salt in the aqueous solution, according to the type of salt used and the target density for the damping liquid of the antivibration device used. Typically and preferentially, this salt content is greater than 10%, more preferably between 10% and 80%, in particular between 20% and 60% (% by weight of aqueous solution).
Le tableau ci-dessous donne, à titre d'exemples, une liste de sels appropriés ainsi que la densité et la viscosité apparente de la solution aqueuse correspondante, pour différents taux de sels compris dans un domaine préférentiel d'environ 20% à environ 50%. P10-2013 Tableau Sel Formule Taux de sel Densité (g/cm3) Viscosité du sel (%) (mPa.$) Chlorure de calcium CaCl2 40 1,40 9,0 Chlorure de magnésium MgCl2 30 1,28 7,0 Sulfate de magnésium MgSO4 26 1,30 8,1 Bromure de potassium KBr 40 1,37 1,0 Carbonate de potassium K2CO3 50 1,54 9,4 Iodure de potassium KI 40 1,40 0,9 Acétate de sodium CH3COONa 30 1,16 4,9 Bromure de sodium NaBr 40 1,41 1,9 Chlorure de sodium NaCl 20 1,15 1,6 Dihydrogénophosphate NaH2PO4 40 1,35 9,8 de sodium L'homme du métier saura également ajuster le taux de sel dans la solution aqueuse en fonction de la température de cristallisation visée pour son application spécifique. The table below gives, by way of example, a list of suitable salts as well as the density and the apparent viscosity of the corresponding aqueous solution, for different levels of salts in a preferred range of about 20% to about 50%. %. P10-2013 Table Salt Formula Salt content Density (g / cm3) Salt Viscosity (%) (mPa $) Calcium chloride CaCl 2 40 1.40 9.0 MgCl 2 magnesium chloride 30 1.28 7.0 Sulfate magnesium MgSO4 26 1.30 8.1 Potassium bromide KBr 40 1.37 1.0 Potassium carbonate K2CO3 50 1.54 9.4 Potassium iodide KI 40 1.40 0.9 Sodium acetate CH3COONa 30 1.16 4.9 Sodium bromide NaBr 40 1.41 1.9 Sodium chloride NaCl 20 1.15 1.6 Dihydrogenphosphate NaH2PO4 40 1.35 9.8 sodium The skilled person will also be able to adjust the level of salt in the aqueous solution as a function of the target crystallization temperature for its specific application.
L'utilisation de sel en quantité relativement importante permet d'obtenir une température de cristallisation du liquide d'amortissement nettement abaissée par rapport à celle de l'eau. De préférence, cette température de cristallisation (mesurée par DSC) est inférieure à - 25°C, plus préférentiellement inférieure à - 30°C. Ainsi, le liquide d'amortissement peut être dépourvu d'antigel tel qu'un glycol, ce qui est en outre particulièrement favorable du point de vue de l'environnement. The use of salt in a relatively large amount makes it possible to obtain a crystallization temperature of the damping liquid that is significantly lower than that of water. Preferably, this crystallization temperature (measured by DSC) is less than -25 ° C., more preferentially less than -30 ° C. Thus, the damping liquid may be free of antifreeze such as glycol, which is also particularly favorable from the point of view of the environment.
Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, le liquide d'amortissement présente une viscosité apparente qui est inférieure à 50 mPa.s (1 mPa.s = 1 cP), plus préférentiellement inférieure à 30 mPa.s, en particulier inférieure à 15 mPa.s ; ladite viscosité est mesurée à 25°C selon la norme européenne et internationale EN ISO 2555 (1999) (viscosité Brookfield avec viscosimètre rotatif LVT adapté aux plus basses viscosités). According to another preferred feature of the invention, the damping liquid has an apparent viscosity which is less than 50 mPa.s (1 mPa.s = 1 cP), more preferably less than 30 mPa.s, in particular less than 15 mPa.s; said viscosity is measured at 25 ° C according to the European and international standard EN ISO 2555 (1999) (Brookfield viscosity with LVT rotary viscometer adapted for the lowest viscosities).
Le liquide d'amortissement pourrait, selon l'application particulière envisagée, comporter éventuellement d'autres additifs que le sel, par exemple un agent colorant. La présence d'un agent antigel (par exemple éthylène glycol) n'est pas exclue même si, selon un mode P10-2013 préférentiel de réalisation de l'invention, le liquide d'amortissement est dépourvu de tout antigel du type glycol. The damping liquid could, depending on the particular application envisaged, optionally comprise other additives than the salt, for example a coloring agent. The presence of an antifreeze agent (for example ethylene glycol) is not excluded even if, according to a preferred mode P10-2013 embodiment of the invention, the damping liquid is free of any glycol-type antifreeze.
Le liquide d'amortissement précédemment décrit est utilisable dans tout type de dispositif 5 antivibratoire hydroélastique, notamment ceux décrits dans les brevets ou demandes de brevet cités en introduction du présent mémoire. The damping liquid described above can be used in any type of hydroelastic antivibration device, in particular those described in the patents or patent applications cited in the introduction to this memo.
Préférentiellement, l'élément élastiquement déformable du dispositif selon l'invention est en matériau élastomérique, par exemple en élastomère (ou caoutchouc) diénique, naturel ou 10 synthétique, tel que par exemple du caoutchouc naturel, en polyuréthanne élastomérique, ou encore en élastomère thermoplastique (TPE) ; on utilise plus préférentiellement une matrice élastomère qui comprend du caoutchouc naturel, à titre majoritaire ou exclusif. Preferably, the elastically deformable element of the device according to the invention is of elastomeric material, for example of diene elastomer (or rubber), natural or synthetic, such as for example natural rubber, elastomeric polyurethane or thermoplastic elastomer (TPE); an elastomer matrix which comprises natural rubber, predominantly or exclusively, is more preferably used.
L'élément élastiquement déformable peut comporter une seule chambre contenant le liquide 15 d'amortissement, ou une pluralité de chambres contenant ledit liquide et communiquant, au moins en partie, entre elles ; on utilisera par exemple deux chambres reliées par un seul passage ou par plusieurs passages de section réduite relativement à celle des deux chambres. The elastically deformable element may comprise a single chamber containing the damping liquid, or a plurality of chambers containing said liquid and communicating, at least in part, between them; for example, two chambers connected by a single passage or by several passages of reduced section relative to that of the two chambers.
Grâce au liquide d'amortissement spécifique précédemment décrit et à une très grande 20 souplesse quant à l'ajustement possible de sa densité, la ou les chambre(s) d'amortissement peuvent avoir, quelle que soit leur forme, une épaisseur ou un volume réduits par rapport aux solutions de l'art antérieur. Due to the specific damping liquid previously described and to a very great flexibility as to the possible adjustment of its density, the damping chamber (s) can have, whatever their shape, a thickness or a volume. reduced compared to the solutions of the prior art.
L'invention trouve plus particulièrement une application dans le domaine des véhicules 25 automobiles, notamment dans le cadre de la liaison au sol d'un tel véhicule. En particulier, le dispositif hydroélastique de l'invention peut être monté au sein d'un système de suspension, par exemple à l'extrémité d'un bras ou d'un triangle de suspension. The invention is more particularly applicable in the field of motor vehicles, particularly in connection with the ground connection of such a vehicle. In particular, the hydroelastic device of the invention can be mounted within a suspension system, for example at the end of an arm or a suspension triangle.
A titre d'exemple, la figure annexée représente de manière très schématique (sans respect 30 d'une échelle spécifique), en coupe transversale, un exemple de dispositif antivibratoire hydroélastique selon l'invention, destiné à assembler deux pièces d'une structure et amortir les vibrations transmises entre l'une et l'autre des deux pièces. By way of example, the appended figure shows very schematically (without respecting a specific scale), in cross-section, an exemplary hydroelastic antivibration device according to the invention, intended to assemble two parts of a structure and dampen the vibrations transmitted between one and the other of the two parts.
Ce dispositif simple 1 est du type articulation comportant une armature externe rigide 2 et 35 une armature interne rigide 3 (par exemple toutes deux en métal ou en matière plastique éventuellement renforcée), cylindriques et coaxiales, disposées l'une autour de l'autre, et destinées à être fixées respectivement à l'une et l'autre des deux pièces à assembler, ainsi qu'un ensemble élastiquement déformable 4 (5, 6, 7, 8) faisant ressort hydroélastique et disposé entre lesdites armatures (2, 3). L'élément élastiquement déformable 4 est par 40 exemple surmoulé sur l'armature interne 3. P10-2013 This simple device 1 is of the hinge type comprising a rigid external reinforcement 2 and a rigid internal reinforcement 3 (for example both made of metal or possibly reinforced plastic), cylindrical and coaxial, arranged one around the other, and intended to be fixed respectively to one and the other of the two parts to be assembled, as well as an elastically deformable assembly 4 (5, 6, 7, 8) making hydroelastic spring and disposed between said frames (2, 3) . The elastically deformable element 4 is for example molded onto the internal reinforcement 3. P10-2013
Ce ressort hydroélastique 4 est constitué par une masse en matériau élastomérique 5 (par exemple une formulation conventionnelle essentiellement à base de caoutchouc naturel, d'une charge renforçante telle que noir de carbone ou silice, et d'un système de vulcanisation) dans laquelle sont ménagées au moins deux chambres 6a, 6b remplies du liquide d'amortissement 7 ; les deux chambres communiquent entre elles par au moins un passage ou canal 8 (sur la figure, à titre d'exemple, deux canaux 8a, 8b sont visibles) de section réduite par rapport aux deux chambres 6a, 6b. La géométrie (section et longueur) du canal 8 (ou des canaux 8a, 8b) permet notamment d'ajuster la fréquence et le niveau de résonance du liquide d'amortissement 7. This hydroelastic spring 4 consists of a mass of elastomeric material 5 (for example a conventional formulation based essentially on natural rubber, a reinforcing filler such as carbon black or silica, and a vulcanization system) in which provided at least two chambers 6a, 6b filled with the damping liquid 7; the two chambers communicate with each other by at least one passage or channel 8 (in the figure, for example, two channels 8a, 8b are visible) of reduced section relative to the two chambers 6a, 6b. The geometry (section and length) of the channel 8 (or channels 8a, 8b) makes it possible in particular to adjust the frequency and the resonance level of the damping liquid 7.
De manière connue, grâce à cet agencement, les mouvements radiaux relatifs entre l'armature interne 3 et l'armature externe 2 provoquent des variations de volume des deux chambres 6, donc une circulation du liquide d'amortissement 7 entre les chambres à travers les canaux 8 distributeurs ; sous l'action des vibrations, les mouvements radiaux relatifs entre l'armature interne 3 et l'armature externe 2 peuvent ainsi être atténués et filtrés en fréquence grâce à la résistance par effet d'inertie qu'offrent les canaux 8 à la circulation du liquide 7 entre les deux chambres 6. In known manner, thanks to this arrangement, the relative radial movements between the inner armature 3 and the outer armature 2 cause volume variations of the two chambers 6, thus a circulation of the damping liquid 7 between the chambers through the channels 8 distributors; under the action of vibrations, the relative radial movements between the inner armature 3 and the outer armature 2 can thus be attenuated and frequency-filtered thanks to the inertial resistance offered by the channels 8 to the circulation of the liquid 7 between the two chambers 6.
Cet ensemble peut être aussi qualifié de dispositif de découplage fréquentiel de la première pièce par rapport à la deuxième pièce de la structure à amortir. Par exemple, la première pièce est un organe de la suspension d'un véhicule automobile et la deuxième pièce est un organe du châssis suspendu dudit véhicule. Ainsi, le dispositif de découplage fréquentiel permet de filtrer les bruits de roulage du véhicule sur le sol de sorte à isoler l'habitacle dudit véhicule en limitant la transmission desdits bruits. This assembly can also be described as a frequency decoupling device of the first piece relative to the second piece of the structure to be damped. For example, the first part is a member of the suspension of a motor vehicle and the second part is a member of the suspended chassis of said vehicle. Thus, the frequency decoupling device can filter the rolling noise of the vehicle on the ground so as to isolate the passenger compartment of said vehicle by limiting the transmission of said noise.
Le liquide d'amortissement précédemment décrit est particulièrement bien adapté à une utilisation dans un dispositif antivibratoire hydroélastique dont la chambre d'amortissement est de taille notablement réduite. Il peut s'agir en particulier d'une chambre annulaire cylindrique d'épaisseur très fine, préférentiellement inférieure à 4 mm, par exemple égale à celle de l'élément élastiquement déformable et prévue radialement en regard de respectivement une paroi axiale de chacune des armatures interne et externe ; ce type de chambre annulaire a été décrit par exemple dans la demande FR 06/11230 précitée. The damping liquid described above is particularly well suited for use in a hydroelastic antivibration device whose damping chamber is of significantly reduced size. It may be in particular a cylindrical annular chamber of very thin thickness, preferably less than 4 mm, for example equal to that of the elastically deformable element and provided radially facing respectively an axial wall of each of the reinforcements internal and external ; this type of annular chamber has been described for example in the aforementioned FR 06/11230 application.
Des essais ont été conduits dans lesquels on a testé, à titre d'exemple d'articulation antivibratoire hydroélastique, une articulation de triangle d'un train avant de véhicule automobile dont la fonction principale, on le rappelle, est le maintien du plan de roue. Cette articulation était équipée d'une chambre annulaire d'épaisseur très réduite (environ 1 mm) telle que décrite ci-dessus.40 En utilisant comme liquide d'amortissement, conformément à la présente invention, une solution aqueuse de carbonate de potassium (comportant environ 50% en poids de sel, présentant une densité d'environ 1,5 et une viscosité apparente d'environ 10 mPa.$), les résultats d'amortissement se sont révélés tout à fait positifs en termes de valeurs de raideurs dynamiques et statiques, avec d'autre part une fréquence de résonance du dispositif antivibratoire d'environ 400 Hz, c'est-à-dire comprise dans une plage de filtrage entre 20 Hz et 450 Hz. Un tel domaine correspond à la plage de fréquences des bruits "de macrorugosité" liés au roulage d'un véhicule, bruits "solidiens" (i.e., transmis par les éléments de structure solides du véhicule) de vibrations qu'il convient de filtrer de manière satisfaisante sans détériorer par ailleurs les fonctions de guidage de l'articulation. Tests have been conducted in which, as an example of a hydro-elastic antivibration articulation, a triangle articulation of a front train of a motor vehicle whose main function, as recalled, is the maintenance of the wheel plane, has been tested. . This joint was equipped with an annular chamber of very small thickness (about 1 mm) as described above. Using as the damping liquid, in accordance with the present invention, an aqueous solution of potassium carbonate (comprising about 50% by weight of salt, having a density of about 1.5 and an apparent viscosity of about 10 mPa.sup.-1), the damping results were quite positive in terms of dynamic stiffness values and static, with on the other hand a resonance frequency of the antivibration device of about 400 Hz, that is to say within a filter range between 20 Hz and 450 Hz. Such a domain corresponds to the frequency range of "macroroughness" noises related to the rolling of a vehicle, "solid" sounds (ie, transmitted by the solid structural elements of the vehicle) of vibrations which should be filtered satisfactorily without otherwise damaging the articulation guide functions.
Pour les mêmes conditions, l'utilisation comme liquide d'amortissement d'un mélange conventionnel (50/50 en volume) de glycol et d'eau, de densité égale à environ 1,05, s'est révélée tout simplement impossible, en raison d'une fréquence de résonance du dispositif antivibratoire beaucoup trop élevée (environ 550 Hz). P10-2013 For the same conditions, the use as a damping liquid of a conventional mixture (50/50 by volume) of glycol and water, with a density of about 1.05, proved to be simply impossible, in because of a resonance frequency of the antivibration device much too high (about 550 Hz). P10-2013
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