WO2014140036A1 - Amortisseur de vibrations mecaniques et de chocs et procede de fabrication associe - Google Patents

Amortisseur de vibrations mecaniques et de chocs et procede de fabrication associe Download PDF

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WO2014140036A1
WO2014140036A1 PCT/EP2014/054737 EP2014054737W WO2014140036A1 WO 2014140036 A1 WO2014140036 A1 WO 2014140036A1 EP 2014054737 W EP2014054737 W EP 2014054737W WO 2014140036 A1 WO2014140036 A1 WO 2014140036A1
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WO
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layer
stress
damping
layers
damper
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/054737
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English (en)
Inventor
Jean-Louis Guyader
Original Assignee
Institut National Des Sciences Appliquees De Lyon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers

Definitions

  • the present invention relates to the field of damping shocks and / or mechanical vibrations. It relates more particularly to a shock absorber and / or vibration, its associated manufacturing process, and a vibrating structure including said damper.
  • a moving structure - such as a machine, a vehicle, etc. - is generating mechanical vibrations. These mechanical vibrations can cause:
  • a damping element which is intended to be positioned on a wall of a vibrating structure in order to reduce the mechanical vibrations generated by it.
  • This damping element comprises an outer envelope, and a solid viscoelastic polymer-type damping material inside the envelope.
  • a solid viscoelastic polymer type damping material requires the use of a metal outer shell to constrain the polymer material to reveal its damping properties.
  • such a damping element only makes it possible to damp the mechanical vibrations in a certain frequency range.
  • the elements dampers as described above do not allow to damp the vibrations of all the frequencies between 20 Hz to 20 kHz (audible frequency range). Shocks which, by their very nature, have vibration components in a very wide frequency range can not therefore be damped because of the reduced frequency efficiency of the device.
  • this adhesive can induce a decrease in the effectiveness of the damping element (indeed, the glue can in some cases form a resistance to the transmission of mechanical vibrations between envelope and damping material).
  • Document DE 103 39 125 discloses a damping assembly including a plurality of ovoid chambers filled with a gaseous, liquid or solid material. This damping assembly is based on shock absorption by an elastic action or by a damping action. This damper assembly does not dampen shocks regardless of their frequency.
  • An object of the present invention is to provide a mechanical vibration damper and / or shocks and a method of manufacturing thereof to overcome at least one of the aforementioned drawbacks.
  • the invention proposes a method of manufacturing a shock absorber and / or mechanical vibration applicable to a vibrating structure such as a vehicle, the damper comprising:
  • a damping layer consisting of a thermoviscous fluid having a dynamic viscosity coefficient greater than 100 Pa.s at room temperature, the damping layer extending between the first and second stress layers,
  • ambient temperature means a temperature of the order of 25 ° C.
  • a shock and / or mechanical vibration damper comprising polymer stress layers is easier to arrange on a vibrating structure of complex shape than a shock absorber and / or mechanical vibration including metal stress layers. Indeed, it is necessary to conform the envelope formed by the stress layers to the complex shape of the vibrating structure, which is easier to implement when the stress layers are plastic / polymer.
  • damper according to the invention makes it possible to promote the phenomenon of shearing of the damping layer. This is the fact that the damper according to the invention works in shear. This makes it possible to dampen shocks whatever their frequency.
  • the step of forming the damping layer may comprise the following sub-steps: o continuously unwinding a first strip of polymer film forming the first stress layer,
  • thermo-viscous fluid between the first and second stress layers
  • the sub-step of dispensing the thermoviscous fluid may consist in injecting said thermoviscous fluid, for example using at least one supply cannula;
  • the step of forming the damping layer may comprise the following sub-steps:
  • thermoviscous fluid depositing the thermoviscous fluid on the first stress layer to form the damping layer
  • thermoviscous fluid the sub-step of depositing the thermoviscous fluid may consist of:
  • thermoviscous fluid onto the first stress layer by using at least one fluid spray head, or by rolling the thermoviscous fluid onto the first stress layer;
  • the step of forming the damping layer may further comprise the sub-step of:
  • thermoviscous fluid from closure zones of the first stress layer intended to come into contact with the second stress layer
  • the training step may further comprise the sub-step of:
  • thermo-viscous fluid forming the damping layer being deposited in said cavity
  • the closing step may comprise welding and / or bonding of the first and second stress layers to their peripheries.
  • the invention also relates to a shock absorber and / or mechanical vibrations applicable to a vibrating structure such as a vehicle, the shock absorber first and second stress layers made of a polymeric material, the stress layers being superimposed and sealed at their peripheries, and
  • thermo-viscous fluid at ambient temperature, said thermo-viscous fluid having a dynamic viscosity coefficient greater than 100 Pa.s at ambient temperature, the damping layer extending between the first and second and second stress layers.
  • the damper may comprise at least one spacer extending on an external face of one of the outer layers,
  • the distance between the two outer layers along their faces in contact with the damping layer is preferably substantially constant, the thickness of the damping layer is preferably substantially constant,
  • the damper may also comprise an adhesive layer on one side of the first stress layer opposite to the damping layer, said adhesive layer being made of a material whose shock absorption coefficient and / or mechanical vibrations is weak to limit the abortion of shocks and / or mechanical vibrations by said glue;
  • the damper may furthermore comprise:
  • each other stress layer being superposed on the first and second stress layers and sealed at its periphery, at least one other damping layer, the damping layers extending between each pair of adjacent stress layers;
  • the damper may furthermore comprise:
  • each other stress layer being superimposed on the first and second stress layers and sealed at its periphery, at least one other damping layer, the damping layers extending between each pair of adjacent stress layers;
  • the stress layers may be in a polymer material with a low damping coefficient
  • the stress layers may be made of different materials, including polymers of different compositions;
  • the maximum length of the damper may be between 20 and 30 centimeters
  • the maximum width of the damper may be between 14 and 22 centimeters
  • the maximum thickness of the damper may be between 1 micrometer and 5 millimeters
  • the stress layers can be sealed at their peripheries by welding and / or bonding;
  • the damper may further comprise at least one connection zone between two opposite edges of the stress layers, said stress layers being sealed together at the connection zone to form two cavities within which the thermo-viscous fluid forming the damping layer;
  • the invention also relates to a vibrating structure comprising at least one wall, said vibrating structure including a shock absorber and / or mechanical vibrations as described above, preferably attached to said wall.
  • the invention also relates to the use of a shock absorber and / or mechanical vibration as described above, for its application to a wall of a vibrating structure.
  • FIG. 1 illustrates a sectional view of a mechanical vibration damper
  • FIG. 2 illustrates a view from above of a mechanical vibration damper
  • FIGS. 3 and 4 illustrate alternative embodiments of the vibration damper illustrated in FIG. 1
  • FIGS. 5 and 6 illustrate examples of a method of manufacturing a mechanical vibration damper
  • FIG. 7 is a figure illustrating the loss factors respectively of a damper whose damping layer consists of a thermoviscous fluid whose dynamic viscosity coefficient greater than 100 Pa.s (of the Bluesil 500 000 type), a damper whose damping layer consists of a thermo-viscous fluid whose dynamic viscosity coefficient is less than 100 Pa.s (of the water type), and of a damper not including any layer of amortization,
  • FIG. 8 illustrates the damping factors respectively of a damper without spacer and of a damper with spacers.
  • This comprises a core 1 interposed between two outer layers 2, 3 forming an envelope of the vibration damper.
  • thermo-viscous fluid a layer of thermoviscous fluid at room temperature. This layer of thermo-viscous fluid is the damping layer of the vibration damper and / or shock. 111 Type of thermo-viscous fluid
  • thermoviscous fluid has a dynamic viscosity coefficient greater than 100 Pa.s at room temperature.
  • a damper including a layer of damping material composed of a thermoviscous fluid with a dynamic viscosity coefficient of greater than 100 Pa.s (Bluesil® 500,000),
  • a damper including a layer of damping material composed of a thermo-viscous fluid with a dynamic viscosity coefficient of less than 100 Pa.s (water)
  • the thermoviscous fluid is, for example, a silicone oil, optionally a polydimethylsiloxane oil, such as a Rhodorsil® silicone oil.
  • a polydimethylsiloxane oil consists of linear chains of different molecular lengths whose groups comprise silicon and alternating oxygen atoms (Si-O-Si bond siloxane). The silicon atoms are saturated with methyl groups -CH3. While the carbon chains of organic substances generally have low resistance to external influences, the stability of Si-O bonds is basically comparable to that of silicates, inert minerals.
  • Rhodorsil ® 47 is made in a wide variety of products. This range is indicated by a number following the letter "V" and its value can vary from 100 to 1,000,000. This number represents the kinematic viscosity in mnrvVs at 25 ° C. For example, Rhodorsil ® 47 V 100 is an oil with a kinematic viscosity of 100 mm 2 / s.
  • thermoviscous fluid may be highly sugared water (syrup type) or any other thermo-viscous fluid known to those skilled in the art having a dynamic viscosity coefficient greater than 100 Pa.s at room temperature .
  • the dynamic viscosity coefficient of the thermoviscous fluid is greater than 240 Pa.s at ambient temperature, and even more preferably greater than 480 Pa.s at ambient temperature.
  • the higher the viscosity coefficient of the thermo-viscous fluid the greater the loss of acoustic energy factor.
  • the higher the viscosity coefficient of the thermoviscous fluid the greater the damping of the mechanical vibrations.
  • the thickness of the damping layer 1 is between 0.001 millimeters and 3 millimeters. This thickness depends on the intended application. It will be noted that the greater the thickness of the damping layer 1, the greater the damping of the vibratory waves. Furthermore, the greater the thickness of the damping layer 1, the greater the mechanical vibrations are damped over a wide range of frequencies.
  • the thickness of the thermoviscous fluid layer is less than 5 millimeters so that the layer of thermoviscous fluid works in shear during the damping of the waves.
  • the fact of working in shear makes it possible to damp the waves independently of their frequency, and in particular in an audible frequency range between 20 Hz and 20 kHz.
  • the thickness of the damping layer 1 is less than or equal to twice the acoustic boundary layer of the thermoviscous fluid.
  • the acoustic boundary layer is the seat of thermo-viscous phenomena associated with acoustic energy losses.
  • the thickness of the acoustic boundary layer is a function of the ratio between the dynamic viscosity coefficient of the fluid and the frequency that the vibratory wave that is to be damped. For example, for the audible zone in air at 15 ° C, the acoustic boundary layer is 0.5 millimeters at 20 Hz and 0.02 millimeters at 20 kHz. For a Rhodorsil® silicone oil it is 88.7 mm at 20 Hz and 2.8 mm at 20 kHz.
  • the thickness of the damping layer 1 is less than or equal to twice the acoustic boundary layer of the thermo-viscous fluid makes it possible to deposit an optimum layer of thermoviscous fluid. Indeed, damping of vibratory waves occurs in the acoustic boundary layers (or Stokes boundary layers). Thus, a thickness of the damping layer 1 greater than twice the acoustic limit layer of the thermoviscous fluid has the same acoustic energy loss factor as a damping layer 1 having a thickness equal to twice the thickness of the acoustic limit.
  • the thickness of the damping layer 1 is less than or equal to twice the acoustic boundary layer of the thermo-viscous fluid makes it possible, for equivalent efficiency, to limit the amount of thermoviscous fluid used for the production. of the vibration damper.
  • Each outer layer is made of a plastic material such as a polymer in the solid state at room temperature.
  • the outer layers 2, 3 form stress layers of the vibration damper and / or shocks.
  • the stress layers 2, 3 may be in identical materials or not depending on the intended application.
  • Each outer layer may have a Young's modulus of less than 30GPa, preferably less than 20GPa, and even more preferentially less than 10GPa. GPa. This allows to have a damping sufficiently flexible to facilitate its application on a curved surface.
  • each outer layer is spring-return elastic, this ensures a good mechanical strength of the damper and in particular the maintenance of a substantially constant distance between the outer layers at the level of the thermo-viscous fluid.
  • the density of the outer layers is less than 1300 kg / m 3 . This allows the manufacture of a damper having a ratio damping coefficient / optimal weight.
  • Each stress layer 2, 3 may be a flat plate or not. In some embodiments, the stress layers 2, 3 have complex shapes. Moreover, the thicknesses of the stress layers 2, 3 may be equal or different. This makes it possible to better adapt the vibration damper and / or shock according to the intended application. The thickness of each stress layer 2, 3 can be between 0.5 and 2 millimeters.
  • the faces of the stressing layers 2, 3 in contact with the layer of thermoviscous fluid are separated by a substantially constant distance to allow shear work to be performed.
  • thermoset-like fluid in the case of substantially flat outer layers, they are parallel over at least 2/3 of their surfaces in contact with the thermoset-like fluid. This makes it possible to promote the shear work of the damper.
  • the damper may comprise spacers disposed on the periphery of one of the outer layers.
  • the thickness of each spacer may be between 1 and 5 millimeters.
  • Each spacer can be integrated with one of the outer layers.
  • one of the outer layers is hollowed at its center to form a housing for receiving the thermoviscous fluid layer, the side walls of the housing constituting the spacers.
  • each spacer may be a part independent of the outer layers.
  • each spacer may consist of a planar ring intended to be positioned on the peripheral edges of the outer layers.
  • the damper may comprise spacers extending on the outer face of one of the outer layers to be positioned facing the object to be damped.
  • Each spacer may have a variable thickness greater than zero to offset the damper relative to the wall of the object to be damped. Shifting the damper amplifies the vibratory movements of the damper (lever arm effect). This amplifies the energy dissipation by the damper, and thus the loss factor of the structure.
  • damping factors of a damper without spacer 42 and of a damper with spacers 41 are illustrated. As can be seen in this figure 8, the damping factor of a damper with spacer 41 is greater than the damping factor of a damper without spacer 42 (i.e. with the spacers, the damper dampens more).
  • the two stress layers 2, 3 can be superimposed and sealed at their peripheries, by gluing, welding or by any other technique known to those skilled in the art. This makes it possible to trap by confinement the damping layer 1 between the stress layers 2, 3. 1.3. Shock absorber properties
  • thermoviscous fluid layer - such as its composition, its thickness, its dynamic viscosity coefficient, etc. and / or outer layers - such as their composition, thickness, etc. - we use the formula below connecting the loss factor according to all the characteristics of the shock absorber: ⁇
  • B is the volume viscosity coefficient of the thermoviscous fluid
  • r is the dynamic viscosity coefficient (also referred to as the "shear viscosity coefficient") of the thermo-viscous fluid layer.
  • the vibration damper comprises two stress layers 2, 3 superimposed and sealed at their peripheries, and a damping layer between the two layers of vibration. stress 2, 3.
  • the vibration damper may comprise more than two stress layers 2, 3 and more than one damping layer 1.
  • the vibration damper comprises three stress layers 6, 7, 8 superimposed and sealed at their peripheries, and two damping layers 4, 5 in thermo-viscous fluid. each damping layer 4, 5 being interposed between two successive stress layers 6, 7, 8.
  • the vibration damper comprises five layers: three stress layers 6, 7, 8 and two damping layers 4, 5 arranged alternately.
  • damping layers 4, 5 may consist of thermoviscous fluid:
  • damping layers 4, 5 may have different thicknesses.
  • stress layers 6, 7, 8 which may be in different materials and / or have different thicknesses.
  • the vibration damper can have different shapes and sizes depending on the intended application.
  • the maximum length of the shock absorber is between 20 and 30 centimeters
  • the maximum width of the damper is between 14 and 22 centimeters.
  • the stress layers 2, 3 can be fixed together in a central zone 9, 10, 1 1 located between their peripheral edges 12. This makes it possible to minimize the maximum distance between the outer layers on all their surfaces, particularly in the case of a large vibration damper.
  • This "central connection" between the stresses 2, 3 of the shock absorber may be one-off (as illustrated in FIG. 3) or extend over all or part of the length and / or width of the damper (as shown in Figure 4).
  • the vibration damper can be made from film reels 13, 14 cut once the different layers of the damper assembled together (process illustrated in Figure 5).
  • the damper may be made from outer layers previously cut, the damping layer being disposed between said outer layers (method shown in Figure 6).
  • the method comprises a step 100 consisting of continuously unrolling a first strip of polymer film 21, and simultaneously unwinding a second strip of polymer film 31. These strips of films 21, 31 are intended to constitute the stress layers 2, 3 of the vibration damper.
  • the film strips are superimposed.
  • a longitudinal fastening 400 of the superimposed film strips 21, 31 can be implemented, either prior to the formation 300 of the damping layer, or after the formation 300 thereof.
  • This longitudinal attachment 400 allows the creation of one or more channels between the two strips of films 21, 31.
  • the method may comprise a step of removing the thermoviscous fluid from the regions to be fixed, for example by scraping.
  • the longitudinal attachment can be carried out either by gluing or by welding.
  • the method comprises a step of depositing an adhesive on the first film strip at regions intended to come into contact with the second film strip.
  • This glue deposition step can be performed prior to the superposition of the second film strip on the first film strip, for example using a glue supply cannula.
  • the method may comprise a step of scrolling the superposed film strips between an anvil mounted on a cylinder and a sonotrode, for example in the case of an ultrasonic weld.
  • the fixing can be carried out by thermo-welding. Ultrasonic welding has the advantage of limiting the risk of flaring of the damping layer, especially when this is performed after the formation of the damping layer,
  • the method also includes a step of dispensing the thermo-viscous fluid between the first and second strips of films 21, 31.
  • This forming step 300 of the damping layer can be performed by injection using a supply cannula 15.
  • thermoviscous fluid can be heated prior to its distribution between the film strips to increase its fluidity, this facilitates the distribution of the thermo-viscous fluid between the film strips.
  • the film strips are transversely sealed 500 and cut longitudinally and transversely 600 to form the vibration damper 16.
  • FIG. 6 there is illustrated another example of a method of manufacturing a vibration damper from pre-cut outer layers.
  • a first strain layer 2 is provided (step 1 10).
  • this first stress layer 2 may be stamped or thermoformed (step 210) to form a cavity 17 in which the thermoviscous fluid forming the damping layer is deposited. This makes it possible in particular to limit the losses of thermoviscous fluid and to facilitate the manufacturing process.
  • thermoviscous fluid is then deposited (step 310) on the first stress layer 2 to form the damping layer 1.
  • the deposition can be done by spraying or spraying from the fluid spraying head. Alternatively, the deposition of the thermo-viscous fluid can be carried out by rolling.
  • a second stress layer 3 is superimposed (step 410) on the first stress layer 2.
  • the edges of the first and second stress layers 2, 3 are fixed together (step 510) by welding or gluing as previously described.
  • an adhesive layer 18 may be deposited on the face of the first stress layer 2 opposite to the damping layer 1 to facilitate the fixing of the vibration damper thus obtained on the vibrating structure.
  • the adhesive layer will preferably be made of a material whose mechanical vibration damping coefficient is low to avoid vibration isolation of the damper.
  • the damper described above composed of two layers of stress of polymer material and a damping layer of thermoviscous fluid makes it possible to damp the vibratory waves whatever their frequencies.
  • vibration damper consists of polymer stress layers and a damping layer of thermo-viscous fluid facilitates the process of manufacturing such a damper and also allows the realization of shock absorbers of complex shapes.

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Abstract

L'invention concerne un amortisseur de vibrations applicable sur une structure vibrante tel qu'un véhicule, l'amortisseur de vibrations comprenant: - des première et deuxième couches de contrainte (2, 3) constituées d'un matériau polymère, les couches de contrainte étant superposées et scellées à leurs périphéries, et - une couche d'amortissement (1) constituée d'un fluide thermo-visqueux à température ambiante, ledit fluide thermo-visqueux ayant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante, la couche d'amortissement s'étendant entre les première et deuxième couches de contrainte.

Description

AMORTISSEUR DE VIBRATIONS MECANIQUES ET DE CHOCS ET PROCEDE
DE FABRICATION ASSOCIE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine de l'amortissement des chocs et/ou des vibrations mécaniques. Elle concerne plus particulièrement un amortisseur de chocs et/ou vibrations, son procédé de fabrication associé, et une structure vibrante incluant ledit amortisseur.
PRESENTATION DE L'ART ANTERIEUR
Une structure en mouvement - telle qu'une machine, un véhicule, etc. - est génératrice de vibrations mécaniques. Ces vibrations mécaniques peuvent provoquer :
- une fatigue excessive de la structure en mouvement risquant d'induire sa rupture,
- une nuisance acoustique pour l'utilisateur, ou encore
- un disfonctionnement des appareillages électroniques embarqués sur la structure.
Ainsi, les vibrations mécaniques générées par une structure vibrante sont généralement néfastes, et il est nécessaire de les réduire.
On connaît un élément amortisseur destiné à être positionné sur une paroi d'une structure vibrante pour diminuer les vibrations mécaniques générées par celle- ci.
Cet élément amortisseur comprend une enveloppe externe, et un matériau amortisseur de type polymère viscoélastique solide à l'intérieur de l'enveloppe. L'utilisation d'un matériau amortisseur de type polymère viscoélastique solide impose l'utilisation d'une enveloppe externe métallique pour contraindre le matériau polymère afin de révéler ses propriétés amortissantes.
Toutefois, ce type d'élément amortissant présente de nombreux inconvénients.
Notamment, un tel élément amortissant ne permet d'amortir les vibrations mécaniques que dans une certaine plage de fréquences. En particulier, les éléments amortisseurs tels que décrits ci-dessus ne permettent pas d'amortir les vibrations de l'ensemble des fréquences comprises entre 20 Hz à 20 kHz (plage de fréquence audible). Les chocs présentant par nature des composantes de vibrations dans un domaine de fréquences très large ne peuvent donc pas être amortis du fait de l'efficacité réduite en fréquence du dispositif.
Par ailleurs, un tel élément amortisseur n'est pas efficace dans une large gamme de températures. Enfin, l'utilisation d'une enveloppe métallique induit une masse importante de ce type d'élément amortisseur.
La fabrication d'un tel élément amortissant est également difficile à mettre en œuvre puisqu'il est nécessaire de :
- découper et éventuellement emboutir deux plaques métalliques pour obtenir la géométrie souhaitée de l'enveloppe métallique,
- disposer le matériau amortissant entre les deux plaques métalliques formant l'enveloppe métallique de l'élément amortissant,
- coller le matériau amortissant aux plaques métalliques pour former l'élément amortissant, cette colle pouvant induire une diminution de l'efficacité de l'élément amortissant (en effet, la colle peut dans certains cas former une résistance à la transmission des vibrations mécaniques entre l'enveloppe et le matériau amortissant).
Cette technique de fabrication qui est déjà fort délicate pour une configuration géométrique assez simple, interdit d'envisager des formes géométriques beaucoup plus complexes pour l'élément amortisseur.
On connaît du document DE 103 39 125 un ensemble amortisseur incluant une pluralité de chambres ovoïdes remplies d'un matériau gazeux, liquide ou solide. Cet ensemble amortisseur est basé sur une absorption des chocs par une action élastique ou par une action d'amortissement. Cet ensemble amortisseur ne permet pas d'amortir les chocs quelle que soit leur fréquence.
On connaît également des WO 97/38237 et US 6 701 529 des amortisseur comprenant une couche d'amortissement solide entre deux couches externes. Ces amortisseurs ne permettent pas non plus d'amortir les chocs quelle que soit leur fréquence.
Un but de la présente invention est de proposer un amortisseur de vibrations mécaniques et /ou de chocs et un procédé de fabrication de celui-ci permettant de pallier au moins l'un des inconvénients précités. RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques applicable sur une structure vibrante tel qu'un véhicule, l'amortisseur comprenant :
- des première et deuxième couches de contrainte en matériau polymère, et
- une couche d'amortissement constituée d'un fluide thermo-visqueux ayant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante, la couche d'amortissement s'étendant entre les première et deuxième couches de contrainte,
le procédé comprenant :
- la formation de la couche d'amortissement entre les première et deuxième couches de contrainte, et
- la fermeture des première et deuxième couches de contrainte à leurs périphéries pour former l'amortisseur.
On entend, dans le cadre de la présente invention, par « température ambiante » une température de l'ordre de 25°C.
Un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques comprenant des couches de contrainte en polymère est plus facile à disposer sur une structure vibrante de forme complexe qu'un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques incluant des couches de contrainte métalliques. En effet, il est nécessaire de conformer l'enveloppe constituée par les couches de contrainte à la forme complexe de la structure vibrante, ce qui est plus facile à mettre en œuvre lorsque les couches de contrainte sont en plastic/polymère.
L'agencement de l'amortisseur selon l'invention, et notamment l'utilisation d'une couche d'amortissement constituée d'un fluide thermo-visqueux permet de favoriser le phénomène de cisaillement de la couche d'amortissement. C'est le fait que l'amortisseur selon l'invention travaille en cisaillement. Ceci permet d'amortir les chocs quelle que soit leur fréquence.
Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé selon l'invention sont les suivants :
- l'étape de formation de la couche d'amortissement peut comprendre les sous étapes suivantes : o dérouler en continu une première bande de film polymère formant la première couche de contrainte,
o dérouler simultanément une deuxième bande de film polymère formant la deuxième couche de contrainte,
o distribuer le fluide thermo-visqueux entre les première et deuxième couches de contrainte ;
- la sous étape consistant à distribuer le fluide thermo-visqueux peut consister à injecter ledit fluide thermo-visqueux, par exemple en utilisant au moins une canule d'alimentation ;
- en variante, l'étape de formation de la couche d'amortissement peut comprendre les sous étapes suivantes :
o déposer le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte pour former la couche d'amortissement,
o déposer la deuxième couche de contrainte sur la couche d'amortissement ;
- la sous étape consistant à déposer le fluide thermo-visqueux peut consister à :
o pulvériser ou projeter le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte en utilisant au moins une tête de projection de fluide, ou à o appliquer par roulage le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte ;
l'étape de formation de la couche d'amortissement peut comprendre en outre la sous étape consistant à :
o retirer le fluide thermo-visqueux de zones de fermeture de la première couche de contrainte destinées à venir en contact avec la deuxième couche de contrainte ;
- l'étape de formation peut comprendre en outre la sous étape consistant à :
o créer une empreinte dans la première couche de contrainte, par exemple par moulage, le fluide thermo-visqueux formant la couche d'amortissement étant déposé dans ladite empreinte ;
- l'étape de fermeture peut comprendre le soudage et/ou le collage des première et deuxième couches de contrainte à leurs périphéries.
L'invention concerne également un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques applicable sur une structure vibrante tel qu'un véhicule, l'amortisseur - des première et deuxième couches de contrainte constituées d'un matériau polymère, les couches de contrainte étant superposées et scellées à leurs périphéries, et
- une couche d'amortissement constituée d'un fluide thermo-visqueux à température ambiante, ledit fluide thermo-visqueux ayant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante, la couche d'amortissement s'étendant entre les première et deuxième couches de contrainte.
Des aspects préférés mais non limitatifs de l'amortisseur selon l'invention sont suivants :
- l'amortisseur peut comprendre au moins un écarteur s'étendant sur une face externe de l'une des couches externes,
- la distance entre les deux couches externe le long de leurs faces en contact avec la couche d'amortissement est de préférence sensiblement constante, - l'épaisseur de la couche d'amortissement est de préférence sensiblement constante,
- comprend en outre au moins un espaceur s'étendant entre les couches externes, notamment le long de leurs périphéries,
- l'amortisseur peut également comprendre une couche adhésive sur une face de la première couche de contrainte opposée à la couche d'amortissement, ladite couche adhésive étant réalisée dans un matériau dont le coefficient d'amortissement des chocs et/ou des vibrations mécaniques est faible pour limiter l'abortion des chocs et/ou des vibrations mécaniques par ladite colle ;
- l'amortisseur peut comprendre en outre :
o au moins une autre couche de contrainte sur la deuxième couche de contrainte, chaque autre couche de contrainte étant superposée aux première et deuxième couches de contrainte et scellée à sa périphérie, o au moins une autre couche d'amortissement, les couches d'amortissement s'étendant entre chaque paire de couches de contrainte adjacentes ;
- l'amortisseur peut comprendre en outre :
o au moins une autre couche de contrainte sur la deuxième couche de contrainte, chaque autre couche de contrainte étant superposée aux première et deuxième couches de contrainte et scellée à sa périphérie, o au moins une autre couche d'amortissement, les couches d'amortissement s'étendant entre chaque paire de couches de contrainte adjacentes ;
- les couches de contrainte peuvent être dans un matériau polymère à faible coefficient d'amortissement ;
- les couches de contraintes peuvent être constituées dans des matériaux différents, notamment des polymères de compositions différentes ;
- la longueur maximale de l'amortisseur peut être comprise entre 20 et 30 centimètres ;
- la largueur maximale de l'amortisseur peut être comprise entre 14 et 22 centimètres ;
- l'épaisseur maximale de l'amortisseur peut être comprise entre 1 micromètre et 5 millimètres ;
- les couches de contraintes peuvent être scellées à leurs périphéries par soudage et/ou collage ;
- l'amortisseur peut comprendre en outre au moins une zone de connexion entre deux bords opposés des couches de contraintes, lesdites couches de contrainte étant scellées ensemble au niveau de la zone de connexion pour former deux cavités à l'intérieur desquelles s'étend le fluide thermo-visqueux formant la couche d'amortissement ;
L'invention concerne également une structure vibrante comprenant au moins une paroi, ladite structure vibrante incluant un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques tel que décrit ci-dessus, de préférence fixé à ladite paroi.
L'invention concerne également l'utilisation d'un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques tel que décrit ci-dessus, pour son application à une paroi d'une structure vibrante.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques de l'amortisseur de vibrations et de son procédé de fabrication associé ressortiront encore de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en coupe d'un amortisseur de vibrations mécaniques,
- la figure 2 illustre une vue de dessus d'un amortisseur de vibrations mécaniques,
- les figures 3 et 4 illustrent des variantes de réalisation de l'amortisseur de vibrations illustré à la figure 1
- les figures 5 et 6 illustrent des exemples de procédé de fabrication d'un amortisseur de vibrations mécaniques,
- La figure 7 est une figure illustrant les facteurs de perte respectivement d'un amortisseur dont la couche d'amortissement est constituée d'un fluide thermovisqueux dont le coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s (de type Bluesil 500 000), d'un amortisseur dont la couche d'amortissement est constituée d'un fluide thermo-visqueux dont le coefficient de viscosité dynamique est inférieur à 100 Pa.s (de type eau), et d'un amortisseur n'incluant aucune couche d'amortissement,
- La figure 8 illustre les facteurs d'amortissement respectivement d'un amortisseur sans écarteur et d'un amortisseur avec écarteurs.
DESCRIPTION DETAILLEE
On va maintenant décrire différents exemples d'amortisseurs de vibrations et/ou de chocs selon l'invention ainsi que différents procédés de fabrication associés. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents de l'amortisseur et du procédé portent les mêmes références numériques.
1. Amortisseur de vibrations mécaniques et/ou de chocs
En référence à la figure 1 , on a illustré un exemple d'amortisseur de vibrations mécaniques.
Celui-ci comprend une âme 1 interposée entre deux couches externes 2, 3 formant une enveloppe de l'amortisseur de vibrations.
1.1. Âme L'âme 1 est constituée d'une couche de fluide thermo-visqueux à température ambiante. Cette couche de fluide thermo-visqueux constitue la couche d'amortissement de l'amortisseur de vibrations et/ou de chocs. 111 Type de fluide thermo-visqueux
Le fluide thermo-visqueux a un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante.
Le fait que le coefficient de viscosité dynamique soit supérieur à 100 Pa.s permet de favoriser le travail en cisaillement de l'amortisseur. La figure 7 illustre les facteurs de perte :
- d'un amortisseur (courbe 43) incluant une couche de matériau d'amortissement composée d'un fluide thermo-visqueux de coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s (Bluesil® 500 000),
- d'un amortisseur (courbe 44) incluant une couche de matériau d'amortissement composée d'un fluide thermo-visqueux de coefficient de viscosité dynamique inférieur à 100 Pa.s (eau)
- d'un amortisseur (courbe 45) n'incluant pas de couche de matériau d'amortissement.
Comme on peut le constater (courbes 44 et 45), lorsque le coefficient de viscosité dynamique est inférieur à 100 Pa.s, le facteur de perte est très faible et dépend de la fréquence des vibrations, contrairement au cas de l'amortisseur incluant la couche de fluide thermo-visqueux de coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s.
Le fluide thermo-visqueux est par exemple une huile silicone, éventuellement une huile polydiméthylsiloxanique, telle qu'une huile silicone Rhodorsil®. Une huile polydiméthylsiloxanique est constituée de chaînes linéaires de différentes longueurs moléculaires dont les groupes comprennent du silicium et des atomes d'oxygène en alternance (Si-O-Si liaison siloxane). Les atomes de silicium sont saturés par des groupes méthyle -CH3. Tandis que les chaînes carbonées des substances organiques ont généralement une faible résistance aux influences extérieures, la stabilité des liaisons Si-O est fondamentalement comparable à celui de silicates, minéraux inertes. L'huile Rhodorsil ® 47 est fabriquée dans une grande variété de gamme. Cette gamme est indiquée par un nombre qui suit la lettre «V» et sa valeur peut varier de 100 à 1 000 000. Ce nombre représente la viscosité cinématique en mnrvVs à 25°C. Par exemple, l'huile Rhodorsil ® 47 V 100 est une huile ayant une viscosité cinématique de 100 mm2/s.
En variante, le fluide thermo-visqueux peut être de l'eau fortement sucrée (de type sirop) ou tout autre fluide thermo-visqueux connu de l'homme du métier présentant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante.
De préférence, le coefficient de viscosité dynamique du fluide thermovisqueux est supérieur à 240 Pa.s à température ambiante, et encore plus préférentiellement supérieur à 480 Pa.s à température ambiante. En effet, plus le coefficient de viscosité du fluide thermo-visqueux est important, plus le facteur de perte d'énergie acoustique est important. En d'autres termes, plus le coefficient de viscosité du fluide thermo-visqueux est important, plus l'amortissement des vibrations mécaniques est important.
112. Epaisseur de la couche de fluide thermo-visqueux
L'épaisseur de la couche d'amortissement 1 est comprise entre 0.001 millimètre et 3 millimètres. Cette épaisseur dépend de l'application visée. On notera que plus l'épaisseur de la couche d'amortissement 1 est importante, et plus l'amortissement des ondes vibratoires est important. Par ailleurs, plus l'épaisseur de la couche d'amortissement 1 est importante, plus les vibrations mécaniques sont amorties dans une large gamme de fréquences.
Dans tous les cas, l'épaisseur de la couche de fluide thermo-visqueux est inférieure à 5 millimètres pour que la couche de fluide thermo-visqueux travaille en cisaillement lors de l'amortissement des ondes. Le fait de travailler en cisaillement permet d'amortir les ondes indépendamment de leur fréquence, et notamment dans une gamme de fréquence audible comprise entre 20Hz et 20kHz.
Cette indépendance fréquentielle vis-à-vis de l'amortissement des ondes tient notamment à la nature « fluide » (et « thermo-visqueuse ») de l'âme. En d'autres termes, une âme solide (gel, mousse, polymère viscoélastique, etc.) ne permet pas d'amortir les ondes à toutes les fréquences. En effet, la raideur d'une âme solide bloque les mouvements de cisaillement à certaines fréquences, et plus précisément dans les basses fréquences (notamment entre 1 et 100 Hz). De préférence, l'épaisseur de la couche d'amortissement 1 est inférieure ou égale au double de la couche limite acoustique du fluide thermo-visqueux.
La couche limite acoustique est le siège de phénomènes thermo-visqueux associés à des pertes d'énergie acoustique. L'épaisseur de la couche limite acoustique est fonction du rapport entre le coefficient de viscosité dynamique du fluide et la fréquence que l'onde vibratoire que l'on souhaite amortir. Par exemple, pour la zone audible dans l'air à 15°C, la couche limite acoustique est de 0.5 millimètre à 20 Hz et de 0.02 millimètres à 20 kHz. Pour une huile silicone Rhodorsil® c'est 88.7 mm à 20 Hz et 2.8 mm à 20 kHz.
Le fait que l'épaisseur de la couche d'amortissement 1 soit inférieure ou égale au double de la couche limite acoustique du fluide thermo-visqueux permet de déposer une couche optimale de fluide thermo-visqueux. En effet, l'amortissement des ondes vibratoires se produit dans les couches limites acoustiques (ou couches limites de Stokes). Ainsi une épaisseur de la couche d'amortissement 1 supérieure au double de la couche limite acoustique du fluide thermo-visqueux présente le même facteur de pertes d'énergie acoustique qu'une couche d'amortissement 1 ayant une épaisseur égale au double de la couche limite acoustique.
Ainsi, le fait que l'épaisseur de la couche d'amortissement 1 soit inférieure ou égale au double de la couche limite acoustique du fluide thermo-visqueux permet, à efficacité équivalente, de limiter la quantité de fluide thermo-visqueux utilisée pour la réalisation de l'amortisseur de vibrations.
12. Couches externes 12.1 Types de couches externes
Chaque couche externe est constituée en un matériau plastique tel qu'un polymère à l'état solide à température ambiante. Les couches externes 2, 3 forment des couches de contrainte de l'amortisseur de vibrations et/ou de chocs.
Avantageusement, les couches de contrainte 2, 3 peuvent être dans des matériaux identiques ou non en fonction de l'application visée.
Chaque couche externe peut présenter un module d'Young inférieur à 30GPa, préférentiellement inférieur à 20GPa, et encore plus préférentiellement inférieur à 10 GPa. Ceci permet de disposer d'un amortisseur suffisamment souple pour faciliter son application sur une surface courbe.
De préférence chaque couche externe est à retour de forme élastique, ceci permet de garantir une bonne tenue mécanique de l'amortisseur et notamment le maintien d'une distance sensiblement constante entre les couches externes au niveau du fluide thermo-visqueux.
De préférence, la masse volumique des couches externes est inférieure à 1300 kg/m3. Ceci permet la fabrication d'un amortisseur présentant un rapport coefficient d'amortissement/ poids optimal.
12.2. Dimensions des couches externes
Chaque couche de contrainte 2, 3 peut être une plaque plane ou non. Dans certaines variantes de réalisation, les couches de contrainte 2, 3 ont des formes complexes. Par ailleurs, les épaisseurs des couches de contrainte 2, 3 peuvent être égales ou différentes. Ceci permet de mieux adapter l'amortisseur de vibrations et/ou de chocs en fonction de l'application visée. L'épaisseur de chaque couche de contrainte 2, 3 peut être comprise entre 0.5 et 2 millimètres.
De préférence, les faces des couches de contrainte 2, 3 en contact avec la couche de fluide thermo-visqueux sont séparées d'une distance sensiblement constante pour permettre de travailler en cisaillement.
Par exemple, dans le cas de couches externe sensiblement planes, celles-ci sont parallèles sur au moins sur les 2/3 de leurs surfaces en contact avec le fluide thermo-visqueux. Ceci permet de favoriser le travail en cisaillement de l'amortisseur.
Pour permettre de maintenir les couches externes à égale distance l'une de l'autre, l'amortisseur peut comprendre des espaceurs disposés sur la périphérie de l'une des couches externes. L'épaisseur de chaque espaceur peut être comprise entre 1 et 5 millimètres.
Chaque espaceur peut être intégré à l'une des couches externes. Par exemple dans un mode de réalisation, l'une des couches externes est creusée en son centre pour former un logement destiné à recevoir la couche de fluide thermovisqueux, les parois latérales du logement constituant les espaceurs. En variante, chaque espaceur peut être une pièce indépendante des couches externes. Par exemple dans un mode de réalisation, chaque espaceur peut consister en un anneau plan destiné à être positionné sur les bords périphériques des couches externes.
Avantageusement, l'amortisseur peut comprendre des écarteurs s'étendant sur la face externe de l'une des couches externe destinée à être positionnée en regard de l'objet à amortir. Chaque écarteur peut présenter une épaisseur variable supérieure à zéro pour décaler l'amortisseur par rapport à la paroi de l'objet à amortir. Le fait de décaler l'amortisseur permet d'amplifier les mouvements vibratoires de l'amortisseur (effet de bras de levier). Ceci permet d'amplifier la dissipation d'énergie par l'amortisseur, et donc le facteur de perte de la structure.
En référence à la figure 8, on a illustré les facteurs d'amortissement d'un amortisseur sans écarteur 42 et d'un amortisseur avec écarteurs 41 . Comme on peut le constater sur cette figure 8, le facteur d'amortissement d'un amortisseur avec écarteur 41 est supérieur au facteur d'amortissement d'un amortisseur sans écarteur 42 (i.e. avec les écarteurs, l'amortisseur amortit plus).
Les deux couches de contrainte 2, 3 peuvent être superposées et scellées à leurs périphéries, par collage, par soudage ou par toute autre technique connue de l'homme du métier. Ceci permet d'emprisonner par confinement la couche d'amortissement 1 entre les couches de contrainte 2, 3. 1.3. Propriétés de l'amortisseur
Le fait que l'âme 1 :
- soit constituée d'une couche de fluide thermo-visqueux
- d'une épaisseur inférieure à 5 millimètre, et
- de coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s,
permet de faire travailler le fluide en cisaillement.
Pour optimiser les différentes caractéristiques de l'amortisseur et notamment les caractéristiques de la couche de fluide thermo-visqueux - telles que sa composition, son épaisseur, son coefficient de viscosité dynamique, etc. - et/ou des couches externes - telles que leur composition, épaisseur, etc. - on utilise la formule ci-dessous reliant le facteur de perte en fonction de l'ensemble des caractéristiques de l'amortisseur : Λ
^Deq+Me
Avec:
Figure imgf000014_0001
ans eque
- Deq = Dl + D2 dans |eque| ^ "V^ et 12 -V2) _ Meq = pxh + p2h2
Où:
- ^D est le facteur de perte de l'amortisseur,
- E1 et sont respectivement le module d'Young et le coefficient de Poisson de l'une 1 des couches externes ayant une épaisseur h1 , et une masse volumique P.
- E2 et sont respectivement le module d'Young et le coefficient de Poisson de l'autre 2 des couches externes ayant une épaisseur h2, et une masse volumique 2
- ^B est le coefficient de viscosité volumique du fluide thermo-visqueux,
U
- r est le coefficient de viscosité dynamique (également appelé « coefficient de viscosité de cisaillement ») de la couche de fluide thermo-visqueux.
1.4. Variantes pour l'amortisseur de vibrations mécaniques Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1 , l'amortisseur de vibrations comprend deux couches de contrainte 2, 3 superposées et scellées à leurs périphéries, et une couche d'amortissement entre les deux couches de contrainte 2, 3. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, l'amortisseur de vibrations peut comprendre plus de deux couches de contrainte 2, 3 et plus d'une couche d'amortissement 1 .
Par exemple, dans la variante de réalisation illustrée à la figure 2, l'amortisseur de vibrations comprend trois couches de contrainte 6, 7, 8 superposées et scellées à leurs périphéries, et deux couches d'amortissement 4, 5 en fluide thermo-visqueux, chaque couche d'amortissement 4, 5 étant intercalée entre deux couches de contrainte 6, 7, 8 successives.
Plus précisément, l'amortisseur de vibrations comprend cinq couches : trois couches de contrainte 6, 7, 8 et deux couches d'amortissement 4, 5 disposées alternativement.
On notera que les couches d'amortissement 4, 5 peuvent être constituées de fluide thermo-visqueux :
- de compositions différentes,
- de coefficients de viscosité différents.
Par ailleurs, les couches d'amortissement 4, 5 peuvent présenter des épaisseurs différentes. Il en va de même des couches de contraintes 6, 7, 8 qui peuvent être dans des matériaux différents et/ou présenter des épaisseurs différentes.
L'amortisseur de vibrations peut présenter différentes formes et dimensions en fonction de l'application visée. De préférence :
- la longueur maximale de l'amortisseur est comprise entre 20 et 30 centimètres,
- la largeur maximale de l'amortisseur est comprise entre 14 et 22 centimètres.
Ceci permet une adaptation de l'amortisseur à un grand nombre de structures vibrantes.
Avantageusement, les couches de contraintes 2, 3 peuvent être fixées entre elles dans une zone centrale 9, 10, 1 1 située entre leurs bords périphériques 12. Ceci permet de minimiser la distance maximale entre les couches externes sur toutes leurs surfaces, notamment dans le cas d'un amortisseur de vibrations de grandes dimensions.
Cette « liaison centrale » entre les couches de contraintes 2, 3 de l'amortisseur peut être ponctuelle (comme illustré à la figure 3) ou s'étendre sur tout ou partie de la longueur et/ou de la largeur de l'amortisseur (comme illustré à la figure 4).
2. Procédé de fabrication
On va maintenant décrire différents exemples de procédés de fabrication de l'amortisseur de vibrations mécaniques décrit ci-dessus.
L'amortisseur de vibrations peut être fabriqué à partir de bobines de films 13, 14 découpées une fois les différentes couches de l'amortisseur assemblées ensemble (procédé illustré à la figure 5).
En variante, l'amortisseur peut être fabriqué à partir de couches externes préalablement découpées, la couche d'amortissement étant disposées entre lesdites couches externes (procédé illustré à la figure 6).
En référence à la figure 5, le procédé comprend une étape 100 consistant à dérouler en continu une première bande de film polymère 21 , et à dérouler simultanément une deuxième bande de film polymère 31 . Ces bandes de films 21 , 31 sont destinées à constituer les couches de contrainte 2, 3 de l'amortisseur de vibrations.
Dans une autre étape 200 du procédé, les bandes de films sont superposées. Une fixation longitudinale 400 des bandes de films superposées 21 , 31 peut être mise en œuvre, soit préalablement à la formation 300 de la couche d'amortissement, soit postérieurement à la formation 300 de celle-ci. Cette fixation longitudinale 400 permet la création d'un ou plusieurs canaux entre les deux bandes de films 21 , 31 .
Dans le cas d'une fixation longitudinale 400 des bandes de films 21 , 31 postérieurement à la formation 300 de la couche d'amortissement, le procédé peut comprendre une étape consistant à enlever le fluide thermo-visqueux des régions à fixer, par exemple par raclage. Dans tous les cas, la fixation longitudinale peut être effectuée soit par collage, soit par soudage.
Dans le cas d'une fixation par collage des bandes de films, le procédé comprend une étape de dépôt d'une colle sur la première bande de film au niveau de régions destinées à venir en contact avec la deuxième bande de film. Cette étape de dépôt de colle peut être réalisée préalablement à la superposition de la deuxième bande de film sur la première bande de film, par exemple en utilisant une canule d'alimentation en colle.
Dans le cas d'une fixation par soudage, le procédé peut comprendre une étape consistant à faire défiler les bandes de films superposées entre une enclume montée sur un cylindre et une sonotrode, par exemple dans le cas d'une soudure par ultrasons. En variante, la fixation peut être effectuée par thermo-soudage. Le soudage par ultrason présente l'avantage de limiter les risques d'embrasement de la couche d'amortissement, notamment lorsque celui-ci est réalisé postérieurement à la formation de la couche d'amortissement,
Le procédé comprend également une étape consistant à distribuer 300 le fluide thermo-visqueux entre les première et deuxième bandes de films 21 , 31 . Cette étape de formation 300 de la couche d'amortissement peut être réalisée par injection à l'aide d'une canule d'alimentation 15.
Avantageusement, le fluide thermo-visqueux peut être chauffé préalablement à sa distribution entre les bandes de film afin d'augmenter sa fluidité, ceci permet de faciliter la répartition du fluide thermo-visqueux entre les bandes de films.
Une fois la couche d'amortissement formée, les bandes de films sont scellées transversalement 500 et découpées 600 longitudinalement et transversalement pour former l'amortisseur de vibrations 16.
En référence à la figure 6, on a illustré un autre exemple de procédé de fabrication d'un amortisseur de vibrations à partir de couche externes prédécoupées.
Une première couche de contrainte 2 est fournie (étape 1 10).
Optionnellement, cette première couche de contrainte 2 peut être emboutie ou thermo-moulée (étape 210) pour former une empreinte 17 dans laquelle le fluide thermo-visqueux formant la couche d'amortissement est déposé. Ceci permet notamment de limiter les pertes de fluide thermo-visqueux et de faciliter le procédé de fabrication.
Le fluide thermo-visqueux est ensuite déposé (étape 310) sur la première couche de contrainte 2 pour former la couche d'amortissement 1 . Le dépôt peut être effectué par projection ou pulvérisation à partir de tête de projection de fluide. En variante, le dépôt du fluide thermo-visqueux peut être effectué par roulage.
Une deuxième couche de contrainte 3 est superposée (étape 410) sur la première couche de contrainte 2. Les bords des première et deuxième couches de contrainte 2, 3 sont fixés ensemble (étape 510) par soudage ou collage comme décrit précédemment.
Avantageusement, une couche adhésive 18 peut être déposée sur la face de la première couche de contrainte 2 opposée à la couche d'amortissement 1 pour faciliter la fixation de l'amortisseur de vibrations ainsi obtenu sur la structure vibrante. Dans ce cas, la couche adhésive sera de préférence réalisée dans un matériau dont le coefficient d'amortissement des vibrations mécaniques est faible pour éviter une isolation aux vibrations de l'amortisseur. 3. Avantages
Par rapport à un élément amortisseur de l'art antérieur constitué d'une enveloppe métallique dans laquelle est logé un matériau amortisseur à l'état solide à température ambiante, l'amortisseur décrit ci-dessus composé de deux couches de contrainte en matériau polymère et d'une couche d'amortissement de fluide thermovisqueux permet d'amortir les ondes vibratoires quelles que soient leurs fréquences.
Par ailleurs, il présente l'avantage d'être beaucoup plus léger et d'être efficace sur une plus large gamme de températures d'utilisation.
Enfin, le fait que l'amortisseur de vibrations soit constitué de couches de contrainte en polymère et d'une couche d'amortissement en fluide thermo-visqueux permet de faciliter le procédé de fabrication d'un tel amortisseur et permet également la réalisation d'amortisseurs de formes complexes.
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit ci-dessus sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de fabrication d'un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques applicable sur une structure vibrante tel qu'un véhicule, l'amortisseur comprenant :
- des première et deuxième couches de contrainte (2, 3) en matériau polymère, et
- une couche d'amortissement (1 ) constituée d'un fluide thermo-visqueux ayant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante, la couche d'amortissement s'étendant entre les première et deuxième couches de contrainte,
le procédé comprenant :
- la formation de la couche d'amortissement entre les première et deuxième couches de contrainte, et
- la fermeture (400, 600, 510) des première et deuxième couches de contrainte (2, 3) à leurs périphéries pour former l'amortisseur.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l'étape de formation de la couche d'amortissement comprend les sous étapes suivantes :
- dérouler (100) en continu une première bande de film polymère formant la première couche de contrainte,
- dérouler (100) simultanément une deuxième bande de film polymère formant la deuxième couche de contrainte,
- distribuer (300) le fluide thermo-visqueux entre les première et deuxième couches de contrainte.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la sous étape consistant à distribuer le fluide thermo-visqueux consiste à injecter ledit fluide thermovisqueux, par exemple en utilisant au moins une canule d'alimentation (15).
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l'étape de formation de la couche d'amortissement comprend les sous étapes suivantes :
- déposer (310) le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte pour former la couche d'amortissement, - déposer (410) la deuxième couche de contrainte sur la couche d'amortissement.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la sous étape consistant à déposer le fluide thermo-visqueux consiste à :
- pulvériser ou projeter le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte en utilisant au moins une tête de projection de fluide, ou à
- appliquer par roulage le fluide thermo-visqueux sur la première couche de contrainte.
Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel l'étape de formation de la couche d'amortissement comprend en outre la sous étape consistant à :
- retirer le fluide thermo-visqueux de zones de fermeture de la première couche de contrainte destinées à venir en contact avec la deuxième couche de contrainte.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, lequel l'étape de formation comprend en outre la sous étape consistant à :
- créer (210) une empreinte (17) dans la première couche de contrainte, par exemple par moulage, le fluide thermo-visqueux formant la couche d'amortissement étant déposé dans ladite empreinte.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de fermeture comprend le soudage et/ou le collage des première et deuxième couches de contrainte à leurs périphéries.
Amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques applicable sur une structure vibrante tel qu'un véhicule, l'amortisseur comprenant :
- des première et deuxième couches de contrainte (2, 3) constituées d'un matériau polymère, les couches de contrainte étant superposées et scellées à leurs périphéries, et
- une couche d'amortissement (1 ) constituée d'un fluide thermo-visqueux à température ambiante, ledit fluide thermo-visqueux ayant un coefficient de viscosité dynamique supérieur à 100 Pa.s à température ambiante, la couche d'amortissement s'étendant entre les première et deuxième couches de contrainte. 10. Amortisseur selon la revendication précédente, lequel comprend en outre au moins un écarteur s'étendant sur une face externe de l'une des couches externes.
1 1 .Amortisseur selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel la distance entre les deux couches externe le long de leurs faces en contact avec la couche d'amortissement est sensiblement constante.
12. Amortisseur selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur de la couche d'amortissement est sensiblement constante.
13. Amortisseur selon l'une quelconque des quatre revendications précédentes, lequel comprend en outre au moins un espaceur s'étendant entre les couches externes, notamment le long de leurs périphéries. 14. Amortisseur selon l'une quelconque des cinq revendications précédentes, lequel comprend en outre une couche adhésive (18) sur une face de la première couche de contrainte opposée à la couche d'amortissement, ladite couche adhésive étant réalisée dans un matériau dont le coefficient d'amortissement des chocs et/ou des vibrations mécaniques est faible pour limiter l'abortion des chocs et/ou des vibrations mécaniques par ladite colle.
15. Amortisseur selon l'une des six revendications précédentes, lequel comprend en outre :
- au moins une autre couche de contrainte (7) sur la deuxième couche de contrainte (6), chaque autre couche de contrainte (8) étant superposée aux première et deuxième couches de contrainte (6, 7) et scellée à sa périphérie,
- au moins une autre couche d'amortissement (5), les couches d'amortissement (4, 5) s'étendant entre chaque paire de couches de contrainte adjacentes (6, 7 et 7, 8).
16. Amortisseur selon la revendication précédente, dans lequel les couches d'amortissement (4, 5) sont constituées dans des matériaux différents, notamment des fluides thermo-visqueux de compositions différentes.
17. Amortisseur selon l'une des huit revendications précédentes, dans lequel les couches de contrainte (2, 3, 6, 7, 8) sont dans un matériau polymère à faible coefficient d'amortissement. 18. Amortisseur selon l'une des neuf revendications précédentes, dans lequel les couches de contraintes (2, 3, 6, 7, 8) sont constituées dans des matériaux différents, notamment des polymères de compositions différentes.
19. Amortisseur selon l'une des dix revendications précédentes, dans lequel :
- la longueur maximale de l'amortisseur est comprise entre 20 et 30 centimètres,
- la largeur maximale de l'amortisseur est comprise entre 14 et 22 centimètres,
- l'épaisseur maximale de l'amortisseur est comprise entre 1 micromètre et 5 millimètres.
20. Amortisseur selon l'une des onze revendications précédentes, dans lequel les couches de contraintes (2, 3, 6, 7, 8) sont scellées à leurs périphéries par soudage et/ou collage. 21 .Amortisseur selon l'une des douze revendications précédentes, lequel comprend en outre au moins une zone de connexion (9, 10, 1 1 ) entre deux bords opposés (12) des couches de contraintes (2, 3, 6, 7, 8), lesdites couches de contrainte étant scellées ensemble au niveau de la zone de connexion pour former deux cavités à l'intérieur desquelles s'étend le fluide thermo-visqueux formant la couche d'amortissement.
22. Structure vibrante comprenant au moins une paroi, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques selon l'une des revendications 9 à 21 .
23. Utilisation d'un amortisseur de chocs et/ou de vibrations mécaniques selon l'une quelconque des revendications 9 à 21 , pour son application à une paroi d'une structure vibrante.
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