FR2534998A1 - Amortisseur elastique visqueux sec - Google Patents

Abstract

CET AMORTISSEUR ELASTIQUE VISQUEUX SEC EST PARTICULIEREMENT ADAPTE A L'ABSORPTION DES CHOCS, A LA DISSIPATION D'ENERGIE AINSI QU'AU SUPPORT DE LA CHARGE D'UN VEHICULE ET A SA MISE DE NIVEAU. UN PREMIER ELEMENT D'ENVELOPPE 16 EST LOGE, AU MOINS PARTIELLEMENT, DANS UN DEUXIEME ELEMENT D'ENVELOPPE 12, 14, AUQUEL IL EST RACCORDE PAR UN RESSORT ELASTOMERE DE CISAILLEMENT 18, 20. L'AMORTISSEUR COMPORTE UN PREMIER COMPARTIMENT 66 SEPARE D'UN DEUXIEME 28, 34 PAR UN DIAPHRAGME ELASTOMERE 26, 32. UNE SOUPAPE 30, 36 MET SELECTIVEMENT SOUS PRESSION LE DEUXIEME COMPARTIMENT, AVEC DU GAZ OU DE L'AIR SOUS PRESSION. DES PARTICULES ELASTOMERES 68 SONT LOGEES DANS LE PREMIER COMPARTIMENT 66 DE SORTE QUE LES MOUVEMENTS RELATIFS DES ELEMENTS D'ENVELOPPE 12, 14 ONT POUR EFFET D'APPLIQUER DES CONTRAINTES AUX RESSORTS DE CISAILLEMENT ET AUX PARTICULES ELASTOMERES ET DE FAIRE VARIER LE VOLUME DES PREMIER ET DEUXIEME COMPARTIMENTS.

Description

La présente invention se rapporte, d'une façon

générale, aux amortisseurs de chocs porteurs de charges.

De façon plus particulière, elle concerne des amortisseurs du type de ceux montés sur les véhicules, qui utilisent à la fois un ressort élastomère et un compartiment à gaz pouvant être mis sous pression de façon sélective, pour absorber les chocs, dissiper l'énergie et supporter une charge et la maintenir de niveau Toutefois, l'homme de l'art se rendra compte que l'invention peut être aisément adaptée pour son emploi dans d'autres applications comme,

par exemple, celles oỉdes dispositifs amortisseurs élas-

tiques similaires sont utilisés pour protéger ou soutenir

d'autres organes.

Les dispositifs amortisseurs à ressorts du type

indiqué comprennent des ressorts élastomères à cisaille-

ment, des diaphragmes élastomères, des compartiments à gaz pouvant être mis sous pression de façon sélective et des chambres à fluide communicantes associées, munies de moyens d'étranglement entre elles pour réduire le débit de

fluide entre les chambres à fluide Un dispositif amortis-

seur élastique de ce genre est décrit dans la demande de brevet des Etats Unis, Serial NI 208 013 déposée le 18 Novembre 1980 au nom de Shtarkman et autres et cédée au cessionnaire de cette demande Dans la demande de Shtarkman et autres, une vessie élastique expansible et contractile sépare un compartiment à gaz d'une chambre à fluide dans

un amortisseur élastomère visqueux On fait varier la pres-

sion dans le compartiment à gaz pour modifier le taux d'é-

lasticité de l'amortisseur élastique visqueux, calibrer

l'amortisseur ou mettre de niveau une charge qu'il sup-

porte De plus, la circulation de fluide entre les cham-

bres communicantes absorbe et amortit les forces de choc-

et les forces élastiques qui apparaissent lors du fonction-

nement de l'appareil Une telle structure assure les ca-

ractéristiques de fonctionnement avantageuses à la fois

d'un ressort et d'un amortisseur en un seul dispositif.

Un problème particulier inhérent aux amortisseurs

élastomères visqueux qui comprennent des chambres à flui-

de est la limitation à une faible course En d'autres ter-

mes, la mesure dans laquelle le dispositif amortisseur élastique est comprimé peut être trop limitée parce que

le volume de fluide qui doit être déplacé entre des cham-

bres communicantes peut devenir trop important pour per-

mettre une réduction par compression du dispositif jusqu'au

niveau désiré Il se peut qu'il n'y ait simplement pas as-

sez de place pour que le fluide, qui, dans un cas typique,

est un fluide hydraulique incompressible, puisse être dé-

placé Il en résulte qu'une défaillance de l'amortisseur

élastomère visqueux se produirait à la suite d'une compres-

sion de l'appareil au-delà d'un certain niveau, soit par

rupture de l'enveloppe de l'appareil ou du ressort à ci-

saillement, soit par défaillance de la fixation du ressort

à cisaillement.

Un autre problème, avec les amortisseurs élasto-

mères visqueux existants, est l'instabilité des caracté-

ristiques élastiques en cas de déformations excessives

des dispositifs De façon plus particulière, un ressort é-

lastomère à cisaillement travaille surtout en cisaillement

en cas de déformation d'un amortisseur élastomère visqueux.

Cependant, dans les cas o l'amortisseur élastomère vis-

queux se déplace ou est comprimé au-delà d'un point o le

ressort à cisaillement devient instable, celui-ci fonc-

tionne de façon irrégulière Sur une courbe charge-défor-

mation, cela se manifeste par une chute de charge quand la déformation augmente plutôt que par un accroissement continu de la charge quand la déformation augmente Une fois*que le ressort se trouve dans cette position, il lui est difficile de se dilater ou de "revenir" rapidement Des

difficultés de ce genre ont en outre pour résultat une ré-

ponse lente en fonctionnement de l'amortisseur élastomère

visqueux.

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La présente invention a pour but de fournir un amortisseur élastomère visqueux nouveau et amélioré, qui

surmonte tous les problèmes mentionnés plus haut, et d'au-

tres pour constituer un amortisseur qui soit de conception simple, de fabrication économique, et facilement adaptable à différents usages pour supporter des charges et absorber des chocs, et qui assure une absorption des chocs et une

dissipation d'énergie améliorée.

La présente invention a pour objet un amortisseur élastomère visqueux sec destiné à supporter une charge et à amortir les mouvements structuraux, comportant un premier élément d'enveloppe logé, au moins partiellement, dans un deuxième élément d'enveloppe et relié à ce dernier par un

ressort élastomère à cisaillements créant ainsi un compar-

timent central, le premier compartiment contient un grand nombre de particules élastomères d'une grosseur de tamis

de 30 ou plus petites Le mouvement relatif entre les élé-

ments intérieur et extérieur applique une contrainte au

ressort à cisaillement et modifie le, volume du comparti-

ment Les nombreuses particules élastomères fournissent des forces d'élasticité et d'amortissement en combinaison avec les forces d'élasticité et d'amortissement du ressort

à cisaillement.

Selon un autre mode de réalisation de la présente

invention l'amortisseur élastomère visqueux sec pour sup-

porter la charge et amortir les mouvements structuraux

comprend un premier élément d'enveloppe, logé au moins par-

tiellement dans un deuxième élément et relié à celui-ci par un ressort élastomère à cisaillement L'amortisseur élastomère a un premier compartiment séparé d'un deuxième compartiment par un diaphragme élastomère et une-première soupape servant à mettre sous pression de façon sélective

le deuxième compartiment au moyen de gaz sous pression.

De nombreuses particules élastomères d'une taille de tamis

de 30 ou plus petites sont contenues dans le premier com-

partiment Le mouvement relatif entre les éléments inté-

rieur et extérieur a pour effet d'appliquer une contrainte au ressort à cisaillement et de faire varier le volume du

premier et du-deuxième-compartiments Les nombreuses par-

ticules élastomères fournissent des Forces élastiques et des forces d'amortissement combinées aux forces élastiques et aux forces d'amortissement du ressort à cisaillement

et du diaphragme.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention les nombreuses particules élastomères sont des particules

ayant de préférence un rapport longueur-largeur sensible-

ment égal à 1 et des surfaces très irrégulières.

Selon un autre mode-de réalisation de l'invention

le premier compartiment contient des inhibiteurs d'agglo-

mération parmi lesquels des poudres de polytétrafluoroéthy-

lène ou de silice, combinés aux nombreuses particules é-

lastomères, pour inhiber l'agglomération de ces particu-

les lors du fonctionnement de l'amortisseur élastomère.

Les nombreuses particules élastomères qui se trouvent dans le premier compartiment ont des dimensions

telles quand elles sont agglomérées, que lors de mouve-

ments relatifs entre les premier et deuxième éléments de l'enveloppe, elles remplissent le compartiment dans une

mesure telle que le ressort à cisaillement -est fléchi jus-

qu'â une position o il dépasse le point d'équilibre.

La présente invention concerne également un a-

mortisseur élastomère visqueux sec, destiné à supporter -

une charge et à amortir des mouvements structuraux, com-

prenant un premier élément extérieur relié à un élément

de liaison au moyen d'un premier ressort élastomère à ci-

saillement et un deuxième élément extérieur, relié à l'é-

lément de liaison au moyen d'un deuxième ressort élasto-

mère à cisaillement Le premier élément extérieur compor-

te un premier compartiment à gaz et un premier diaphragme

élastomère et, le deuxième élément extérieur comporte un.

deuxième compartirient et un deuxième diaphragme élasto-

mère L'élément de liaison comporte un compartiment princi-

pal contenant un grand nombre de particules élastomères, le mouvement, relatif entre les éléments extérieurs et l'élément de liaison produisant une contrainte sur les ressorts à cisaillement, les diaphragmes élastomères et les particules élastomères et faisant varier le volume

des compartiments.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'é-

lément de liaison comprend une première partie de paroi rigide et une deuxième partie de paroi rigide La première

partie de paroi rigide est assemblée avec le premier res-

sort élastomère à cisaillement et la deuxième partie de

paroi rigide est assemblée avec le deuxième ressort élas-

tomère à cisaillement La première partie de paroi rigide

est reliée à la deuxième par un troisième ressort élasto-

mère Le troisième ressort élastomère comprend un élément

de forme toroldale à l'intérieur comportant un comparti-

ment intérieur annulaire qui peut contenir un grand nombre de particules élastomères supplémentaires et ou du gaz

sous pression.

Selon un autre mode de réalisation, l'amortisseur,

comporte des moyens pour mettre sous pression de façon sé-

lective, avec du gaz, au moins l'un des diaphragmes élas-

tomères et les compartiments à gaz correspondants, l'amor-

tisseur élastomère visqueux sec étant réglable de façon

sélective pour mettre une charge de niveau -

L'un des avantages obtenus, en utilisant la pré-

sente invention, est que l'amortisseur élastomère visqueux est amélioré et que ses caractéristiques de fonctionnement

sont améliorées.

Un autre avantage de la présente invention est que l'amortisseur élastomère visqueux amélioré comporte un grand nombre de particules élastomères contenues dans un compartiment, pour supporter une charge, absorber les

chocs, amortir les efforts et dissiper de l'énergie.

-Un autre résultat de la présente invention est

un amortisseur élastomère visqueux ayant une course forte-

ment accrue, avec une stabilité de la charge par rapport

au tassement et de la réaction élastique améliorées.

D'autres résultats et avantages du nouvel amor-

tisseur élastomère visqueux sec faisant l'objet de l'in-

vention apparaîtront à l'homme de l'art à la lecture de la

description ci-dessous.

L'invention peut être caractérisée par certaines

pièces et certains assemblages de pièces Le mode de réa-

lisation préféré et un autre mode de réalisation font l'ob-

jet de la description qui suit, et sont représentés aux

dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue en coupe verticale d'un mode de réalisation préféré d'un amortisseur élastique

visqueux sec conforme à la présente invention.

la Fig 2 est une coupe de l'amortisseur élas-

tomère visqueux sec de la figure 1, montrant l'objet de

l'invention à l'état comprimé.

la Fig 3 est un graphique montrant les carac-

téristiques de fléchissement d'un dispositif conformé à

l'art antérieur.

la Fig 4 est un graphique montrant les carac-

téristiques de fléchissement de la présente invention.

la Fig 5 est un graphique montrant les carac-

téristiques de la présente invention et illustrant parti-

culièrement ses caractéristiques de fonctionnement lors

de modifications de sa construction.

la Fig 6 est une coupe verticale d'un autre mode de réalisation d'un amortisseur élastomère visqueux

sec conforme à la présente invention.

la Fig 7 est une vue en coupe de l'amortisseur

élastomère visqueux sec de la figure 6 à l'état comprimé.

En se référant aux dessins qui ont seulement pour but d'illustrer le mode de réalisation préféré et un autre

mode de réalisation de l'invention, et non de limiter l'é-

tendue de cette dernière, les figures montrent un amortis-

seur élastomère visqueux sec 10, qui est particulièrement

utile pour l'installation sur des véhicules, afin de sup-

porter la charge et de la mettre à niveau, d'absorber les chocs et de dissiper leur énergie L'invention est une

combinaison d'un ressort et d'un amortisseur du fait qu'el-

le fournit à la fois les caractéristiques d'un ressort et celles d'un amortisseur en un seul ensemble,

Les figures 1 et 2 se rapportent plus particuliè-

rement à un mode de réalisation préféré d'un amortisseur élastomère visqueux sec 10 L'amortisseur 10 comprend deux organes ou enveloppe extérieurs rigides et opposés 12, 14, qui sont réalisés de préférence en une matière robuste et durable telle qoe l'acier La première enveloppe extérieure 12 est reliée à une enveloppe intérieure ou à un élément de liaison 16 par un ressort élastomère de cisaillement

18, et le deuxième élément extérieur ou la deuxième enve-

loppe 14 est relié à l'élément intérieur 16 par un deu-

xième ressort élastomère de cisaillement 20 Le premier ressort de cisaillement,18 est fixé à une partie 13 de la

paroi latérale de la première enveloppe 12, et le deuxiè-

me ressort de cisaillement 20 est fixé, de façon analogue,

à une partie 15 de la paroi latérale de la deuxième enve-

loppe 14 Le premier élément extérieur ou enveloppe 12

contient un premier diaphragme élastomère 26 et un compar-

timent à gaz 28 pouvant être mis sous pression de façon sélective On peut utiliser de façon avantageuse un moyen classique d'introduction du gaz, tel qu'une soupape 30

montée dans le fond de la paroi 22, pour mettre sous pres-

sion de façon sélective le compartiment 28 De façon ana-

logue, le deuxième élément d'enveloppe extérieure 14 con-

tient un deuxième diaphragme élastomère 32, un deuxième compartiment à gaz 34 pouvant être mis sous pression de façon sélective et une soupape à gaz classique 36 montée

dans le fond 24 pour remplir le compartiment 34 On em-

ploie de préférence de l'air pour remplir les comparti-

ments à gaz 28 et 34; toutefois, l'invention s'étend au

cas o l'on emploie d'autres gaz.

L'élément intérieur d'enveloppe ou élément de liaison 16 comprend une première portion de paroi rigide 42 fixée au premier ressort élastomère de cisaillement 18, par un col 43, et une deuxième portion de paroi 44 fixée au deuxième ressort élastomère de cisaillement 20 par un col 45 La première portion de paroi rigide 42 est reliée à la deuxième, 44, par un troisième ressort élastomère 46 fixé à des parties en brides opposées 48 et 50 de la première et de la deuxième parties de la paroi rigide,

respectivement Le troisième ressort 46 comprend de préfé-

rence un élément toroidal ou en forme de chambre à air

comportant un compartiment intérieur annulaire 52 L'ac-

cès au compartiment intérieur 52 est assuré par des ouver-

tures de remplissage 54 et 56 qui, dans un cas typique, peuvent être fermées par des bouchons classiques 58 et 60

ou par des soupapes.

L'une des particularités de l'inventionest qu'une

cavité principale ou chambre est prévue 66 dans les enve-

loppes extérieures 12 et 14 et dans l'enveloppe intérieure 16, entre les deux diaphragmes élastomères opposés 26 et 32, et que cette chambre principale 66 contient un grand

nombre de particules élastomères 68 qui-seront particu-

lièrement utiles en tant qu'agent-actif de l'invention.

Les particules élastomères 68 peuvent être en diverses substances élastomères, de préférence en un mélange d'un caoutchouc naturel, d'une dureté Shore A de l'ordre de 45 à 70, et d'allongement à la rupture d'aumoins 500 %,

avec une charge de noir de carbone telle que les proprié-

tés d'hystérésis sont de l'ordre de celles qui sont nor-

malement utilisées dans les mélanges pour paliers d'auto-

mobile, et ces particules ont de préférence une grosseur correspondant à un tamis de 30 ou moindre La grosseur des particules doit être telle qu'elles agissent comme un système de particules individuelles C'est le cas pour une

grosseur de tamis de 30 ou moins Cette gamme de gros-

seurs est la meilleure pour l'utilisation dans un disposi-

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tif amortisseur élastique visqueux comme celui de l'inven-

tion Il est également préférable que les particules aient un rapport longueur-largeur sensiblement égal à 1 et que leurs surfaces soient très irrégulières Les ouvertures de remplissage 38 et 40 des éléments extérieurs 12 et 14 de l'enveloppe permettent de remplir de particules la chambre principale 66 Ces ouvertures 38 et 40 peuvent être fermées, dans un cas typique, par des bouchons 37

et 39 ou par des soupapes -En outre, des moyens-(non re-

présentés) de filtrage de gaz, pouvant être fermés,peu-

vent également être montés en communication avec la cham-

bre 66 pour le filtrage du gaz ou de l'air s'échappant

de cette chambre.

Pour que l'invention fonctionne convenablement, il est important de maintenir le caractère individuel

des particules 68 On s'est aperçu que, si les particu-

les s'agglomèrent, les résultats obtenus en souffrent.

C'est pourquoi on utilise des additifs pour empêcher l'ag-

glomération Ces additifs ont tendance à recouvrir les particules et non pas à rester libres dans la chambre principale 66 Les additifs sous forme de particules, tels que la poudre de polytétrafluoroéthylène et divers types de silices qui recouvrent les particules élastomères, et

dont les particules ont une grosseur moyenne très infé-

rieure à celle des particules élastomères, se sont révé-

lées particulièrement utiles En variante, on peut aussi

utiliser un additif liquide, comme de l'huile de silicone.

De plus, un mince dépôt de gaz sous forme de film pour-

rait aussi être employé.

Du fait que l'agent contenu dans la chambre 66

est constitué par un grand nombre de particules élasto-

mères, la densité du remplissage est telle qu'il y a des espaces vides entre les particules Dans le cas de

particules élastomères non comprimées et ayant des sur-

faces très irrégulières, il peut arriver que ces parti-

cules occupent moins de 25 % du volume de remplissage de la chambre 66 Le reste de ce volume peut être vide ou

rempli d'air ou d'autres gaz, tels que l'azote.

L'agent constitué par les particules élastomères fournit à la fois un taux d'élasticité et une capacité d'amortissement pour le dispositif de l'invention Les interactions complexes entre les particules, qui causent

une déformation des particules individuelles et des mou-

vements de celles-ci les unes par rapport aux autres, sont ce qui produit ces caractéristiques de comportement Les taux d'élasticité et d'amortissement peuvent être fixés en fonction des besoins grâce à un choix approprié du type des particules élastomères, de leurs tailles et de leurs formes.

La cavité principale ou chambre 66 de l'amortis-

seur 10 élastique visqueux sec de la figure 1 peut être entièrement remplie de particules élastomères, comme le

montre la figure, ou pourrait n'être remplie qu'en partie.

Cependant, si la chambre 66 est remplie seulement en par-

tie, il faut qu'il y ait suffisamment de particules élas-

tomères pour qu'elle soit remplie quand le dispositif est comprimé jusqu'au point o les ressorts élastomères de cisaillement 18 et 20 s'étendent normalement jusqu'aux

brides de liaison 13, 15, 43 et 45 des enveloppes inté-

rieure et extérieure Ainsi que cela sera expliqué plus loin, il s'agit du point de tassement o le ressort de cisaillement a dépassé le point d'équilibre et o les

ressorts élastomères de cisaillement deviennent instables.

La chambre intérieure annulaire 52 du troisième ressort

élastomère 46 peut contenir, ou non, des particules élas-

tomères, et peut être, ou non, mise sous pression pa-r un gaz. Les figures 6 et 7 représentent un autre mode de

réalisation de l'invention Pour faciliter la représenta-

tion et la compréhension de cette variante, les éléments

* identiques sont désignés par les mêmes numéros de référen-

ce accompagnés d'un signe prime (') et les éléments nou-

veaux ont des numéros de référence nouveaux La variante de il réalisation d'un amortisseur élastique visqueux sec 10 '

comprend un premier diaphragme élastomère 76 de configu-

ration différente,un compartiment à gaz 80, pouvant être

mis sous pression de façon sélective, un deuxième dia-

phragme élastomère 78 et un compartiment à gaz 82 logé

dans des éléments extérieurs ou enveloppes 12 ' et 14 '.

Les extrémités des diaphragmes élastomères 76 et 78 re-

joignent les parois latérales 13 ' et 15 ' des éléments ex

térieurs 12 ' et 14 ' au lieu des parois de base 22 ' et 24 ',.

' comme dans le mode de réalisation préféré Une telle con-

figuration exige un déplacement associé des soupapes à gaz

' et 36 ' vers les parois latérales des enveloppes ex-

térieures 12 ' et 14 ' Les trous de remplissage 38 ' et 40 '

peuvent alors être situés dans les parois de base des en-

veloppes extérieures.

En outre (Fig 1 et 6), les avantages de la pré-

sente invention seront obtenus même si les diaphragmes 26

et 32 et 76 et 78, respectivement, sont retirés du dispo-

sitif représenté Cela signifie que, bien que l'on préfè-

re utiliser un diaphragme dans le dispositif de l'invention, cela n'est pas nécessaire pour obtenir un dispositif ayant

des caractéristiques de fonctionnement améliorées.

L'homme de l'art verra immédiatement que des mo-

difications peuvent être apportées aux détails de struc-

ture du nouvel amortisseur élastique visqueux sec tel qu'il est décrit ici, afin de l'adapter à des besoins ou à des

exigences de fonctionnement particulières De telles modi-

fications n'affectent-pas le but ou l'étendue générale de -la présente invention Un dispositif comprenant un premier

élément d'enveloppe relié à un deuxième élément d'envelop-

pe par un ressort élastomère de cisaillement et au moins un diaphragme élastomère ainsi qu'un compartiment à gaz pouvant être mis sous pression de façon sélective et une cavité principale destinée à recevoir un grand nombre de particules élastomères entre les éléments de l'enveloppe et le compartiment à gaz pouvant être mis sous pression de façon sélective entrerait dans le cadre de la présente invention.

Les caractéristiques de fonctionnement amélio-

rées du nouvel amortisseur élastique visqueux sec vont être expliquées de façon plus précise à l'aide des figu-

res 2 à 5 et de la figure 7.

L'invention est une combinaison ressort-amortis-

seur en ce qu'elle assure à la fois les caractéristiques

d'un ressort et celles d'un amortisseur en un seul dispo-

sitif La figure 2 représente le dispositif-de la figure 1 à l'état comprimé, dans lequel les ressorts élastomères

de cisaillement 18 et 20 ont été déformés, les diaphrag-

mes élastomères 26 et 32, les compartiments à gaz sous pression 28 et 34, le ressort élastomère 46 de l'élément

de liaison et la chambre annulaire intérieure 52 sont com-

primés et les nombreuses particules élastomères 68 conte-

nues dans la cavité principale ou chambre 66 et dans la chambre intérieure annulaire 52 sont aussi comprimées La figure 7 représente le dispositif de la figure 6 à l'état

comprimé, dans lequel des diaphragmes élastomères de for-

me différente 76 et 78 ont été déformés et des comparti-

ments à gaz 80 et 82 comprimés En fonctionnement, toutes ces actions se combinent pour absorber le choc et ou pour supporter la charge appliquée à l'amortisseur élastique

visqueux 10 De plus, les nombreuses particules élastomè-

res 68 agissent pour amortir la réponse élastique au choc ou à la charge et pour dissiper l'énergie du ressort lors de l'expansion des ressorts 18, 20 et 46 jusqu'à un état

d'équilibre L'emploi des particules élastomères 68 cons-

titue une amélioration substantielle par rapport à l'art

antérieur dans le domaine des amortisseurs élastiques vis-

queux, en particulier par rapport à ceux qui emploient

d-es fluides hydrauliques pour amortir les réactions élas-

tiques aux chocs L'un des points particuliers o le fonc-

tionnement est amélioré est que pour une grandeur donnée de l'amortisseur élastique, on peut obtenir une course

beaucoup plus longue avec la structure de la présente in-

vention qu'avec une structure contenant des fluides hy-

drauliques Plus particulièrement, le système-comportant un grand nombre de particules élastomères 68 peut être comprimé alors qu'un fluide hydraulique ne le peut pas,

ce qui permet au dispositif de la présente invention d'ê-

tre comprimé jusqu'à un point o un amortisseur élasti-

que correspondant à l'art antérieur briserait son envelop-

pe ou son ressort de cisaillement, ou bien aurait une dé-

faillance à la liaison du ressort de cisaillement, ce qui

entraînerait une fuite de liquide.

Une autre caractéristique et avantage de fonction-

nement de la présente invention est une stabilité amélio-

rée Du fait que les ressorts élastomères de cisaillement d'un amortisseur élastique visqueux subissent surtout des contraintes de cisaillement lors de leur fonctionnement

et de l'absorption de chocs, une instabilité peut appa-

raître quand le ressort de cisaillement est déplacé trop loin ou "au-delà du point d'équilibre" Dans un cas de ce genre, la tension du ressort baisse-rapidement quand le tassement croît La figure 3 notamment est une courbe

charge-tassement d'un amortisseur élastique de réalisa-

tion similaire à celui de la figure 1, mais avec un ori-

fice d'étranglement approprié et un fluide hydraulique s'é-

coulant entre des compartiments communicants au lieu des particules élastomères représentées à la figure 1 Une

courbe 86 du graphique de la figure 3 est la courbe char-

ge-tassement obtenue lors de la compression du dispositif, et une deuxième courbe 88 est la courbe charge-tassement au rebondissement ou au renvoi On voit que ces courbes

présentent respectivement deux minima 90 et 92, 94 et 96.

Ces minima correspondent au point o les ressorts élas-

tomères de cisaillement sont déformés au-delà du point

d'équilibre et présentent une chute de charge quand le tas-

sement augmente au lieu d'un accroissement continu de la charge sur le ressort avec le tassement Une fois que le ressort est dans la position d'une chute ou d'un tassement au-delà du point d'équilibre, il lui est difficile de re-

bondir ou de revenir en arrière rapidement Cette lenteur

de réaction et l'instabilité de la relation entre la char-

ge et le-tassement sont des caractéristiques indésirables d'un amortisseur élastique visqueux. La figure 4 donne une courbe de fonctionnement

de l'invention de la figure 1; et montre plus particuliè-

rement que les caractéristiques de fonctionnement indési-

rables du ressort de cisaillement déformé au-delà du point d'équilibre n'existent plus Le dispositif de l'invention comprend des quantités totales de particules élastomères suffisantes,pour que celles-ci commencent au moins à être comprimées à un point de la courbe situé avant le moment

o les chutes ou instabilité se produisent Les forces né-

cessaires pour comprimer les particules élastomères sont alors suffisantes pour surmonter la perte de charge qui se produit quand les ressorts élastomères de cisaillement dépassent le -point d'équilibre, et est illustrée par les minima 90 et 92, 94 et 96 de la figure 3 Les particules élastomères 68 de la principale cavité ou chambre 66 étant

soumises à la compression quand les ressorts de cisaille-

ment dépassent le point d'équilibre, il existe une force

de rappel substantielle pour renvoyer les ressorts de ci-

saillement à leur position d'équilibre normale quand la

charge de compression est enlevée C'est ce qui donne l'a-

mélioration du temps de réponse de la présente invention.

En se référant à la figure 4, on voit que la courbe char-

ge-déformation qui en résulte pour l'invention montre un

accroissement continu de la charge par rapport au tasse-

ment De plus, un accroissement continu de ce genre est une augmentation dont la pente est relativement faible

entre les points 98 et 100 qui sont les domaines de fonc-

tionnement auxquels on s'attend normalement pour une auto-

mobile Une pente peu inclinée de ce genre indique un taux d'élasticité raisonnablement bas pour l'amortisseur élastique visqueux, ce qui se traduit par une marche douce augmentant le confort des passagers On peut mettre la charge à niveau en mettant la chambre principale 66 sous pression Cela signifie que, si le dispositif a reçu une

charge statique normale de façon a subir une certaine com-

pression, lorsque la charge statique est augmentée, le

dispositif est-comprimé davantage Pour permettre au dis-

positif supportant une charge plus lourde d'avoir le mê-

me déplacement qu'un dispositif portant une charge norma-

le, on peut ajouter de l'air dans la chambre principale

jusqu'à ce que le déplacement désiré soit obtenu Il s'a-

git là d'une caractéristique désirable pour la suspension

arrière d'une automobile dont la charge peut subir des va-

riations importantes fonction des passagers et du contenu

du coffre.

La présente invention donne aussi une autre pos-

sibilité d'équilibrage de la charge et une souplesse de

fonctionnement améliorée grâce à l'addition des comparti-

ments a gaz 28 et 34 pouvant être mis sous pression de façon sélective et du troisième ressort élastomère 46 en

forme de tore ou de chambre à air Contrairement à l'addi-

tion d'air ou de gaz dans la chambre principale, l'addi-

tion d'air ou de gaz dans les compartiments à gaz qui peu-

vent être mis sous pression de façon sélective, accroît de façon efficace la-densité des particules élastomères

68 contenues dans la cavité principale ou centrale 66, é-

tant donné que le volume de cette cavité centrale décroît quand le volume des compartiments à gaz 28 et 34, pouvant

être mis sous pression de façon sélective, croît L'aug-

mentation de la densité des particules a pour résultat un

taux d'élasticité plus élevé du dispositif et une réac-

tion plus rapide de celui-ci lors du rebondissement ou du renvoi

Sur la figure 5, la courbe A est la courbe charge-

tassement d'un dispositif similaire à celui de la figure 1, mais sans les compartiments à gaz 28 et 34 pouvant être mis

sous pression de façon sélective, et avec sa chambre prin-

cipale 66 sensiblement remplie de particules élastomères.

Dans la partie de la courbe A qui correspond au rebondis-

sement, il y a deux minima 106 et 108, ce qui montre que les ressorts élastomères de cisaillement reviennent en

arrière plus vite que l'agglomération de particules élas-

tomères ne peut suivre Les courbes B et C de la figure se rapportent au même dispositif, avec à peu près la

moitié de la quantité de particules élastomères du pré-

cédent dans la cavité principale 66, mais avec les compar-

timents à air pouvant être mis sous pression de façon sé-

lective, 28 et 34, mis sous pression avec de l'air La courbe C correspond au cas o les compartiments à air de l'invention sont portés à une pression qui est à peu près

le triple de celle de la courbe B Les courbes B et C mon-

trent que le dispositif de l'invention peut réagir plus rapidement quand les compartiments à gaz 26 et 34 sont

sous pression, malgré la réduction du nombre de particu-

les élastomères, ainsi que le montre l'absence de minima

dans les courbes de retour-en arrière De même, l'augmen-

tation des pentes quand on passe de la courbe B à la courbe C montre l'accroissement du taux d'élasticité en fonction de l'accroissement de la pression de l'air dans les compartiments à gaz On a constaté que la densité des particules élastomères restant fixe du fait de l'addition d'air dans la cavité centrale, le temps de réponse lors du retour en arrière ne change pas dans le dispositif de l'invention, et que le taux d'élasticité, dans le domaine de fonctionnement de l'invention, n'augmente pas avec la pression aussi vite que dans le cas o l'on accroit la pression dans les compartiments à gaz, pouvant être mis

sous pression de façon sélective Bien que les deux mini-

ma 106 et 108 de la courbe A puissent être éliminés en

ajoutant des particules élastomères dans la chambre prin-

cipale, habituellement, cela fait monter le taux d'élasti-

cité à un niveau inacceptable et cela limite le tassement

maximal possible de l'appareil, ce qui est une de ses ca-

ractéristiques les plus importantes.

Le ressort élastomère 46 en forme de tore ou de chambre à air de l'élément de liaison 16 améliore aussi la souplesse du fonctionnement Le ressort 46 joue le rôle d'une liaison souple et douce entre les portions de paroi rigide 42 et 44 de l'élément de liaison 16 Avec tout ty- pe de suspension de véhicule, il y a un certain degré de pivotement lorsque les roues passent sur des bosses ou des trous Selon la façon dont est monté le système ressort et amortisseur de la suspension, et l'endroit o il est monté, il faut un certain degré de flexion ou de torsion de la suspension Le ressort élastomère 46 en forme de chambre à air de la présente invention lui donne le moyen de se courber facilement autour de ses parties médianes, et il fonctionne alors de façon à préserver la charge en colonne sur le ressort élastomère de cisaillement 18, 20, ce qui, à son tour, améliore le fonctionnement Le point de l'invention selon lequel le ressort 46 en forme de chambre à air peut contenir des particules élastomères ou du gaz sous pression dans sa chambre annulaire intérieure 52 s'est également révélé comme assurant une amélioration

du fonctionnement en ressort et en amortisseur.

L'invention a été décrite en faisant référence

au mode de réalisation préféré et à un autre mo-de de réa-

lisation Bien entendu, à la lecture de la description, on

imaginera des modifications La présente invention englo-

be toutes ces modifications et variantes.

Claims (10)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Amortisseur élastique visqueux, destiné à supporter une charge et à la mettre de niveau ainsi qu'à

amortir les mouvements structuraux, constitué par un pre-

mier élément d'enveloppe placé au moins en partie dans un

deuxième élément d'enveloppe et relié à ce deuxième élé-

ment d'enveloppe par un ressort élastomère de cisaillement, caractérisé en ce qu'il comporte un premier compartiment ( 66) séparé d'un deuxième compartiment par un diaphragme élastomère ( 26, 32), une première soupape ( 30, 36) pour

mettre sous pression de façon sélective le deuxième com-

partiment avec du gaz sous pression, et un certain nombre de particules élastomères ( 68) d'une grosseur de tamis de

ou moindre, dans le premier compartiment, les mouve-

ments relatifs entre ces éléments déformant le ressort de cisaillement ( 18, 20) et faisant varier les volumes des

premier et deuxième compartiments.

2 Amortisseur élastique visqueux selon la re-

vendication 1, caractérisé en ce que le premier comparti-

ment ( 66) contient un grand nombre de particules élasto-

mères dimensionnées dans un ensemble de façon à remplir sensiblement ce premier compartiment lors d'un mouvement

relatif entre le premier et le deuxième éléments d'enve-

loppe ( 12, 16) dans une mesure propre à déformer le res-

sort de cisaillement de telle façon qu'il prenne une po-

sition o il se trouve au point d'équilibre.

3 Amortisseur élastique visqueux comprenant des éléments intérieur et extérieur reliés par un ressort

élastomère de cisaillement comportant entre eux deux com-

partiments, un diaphragme élastomère extensible et contrac-

tile auquel une charge peut être appliquée par un gaz, et qui sépare le premier et le deuxième compartiments, et

une première soupape servant à appliquer de façon sélec-

tive une charge au diaphragme par la pression d'un gaz,

caractérisé en ce qu'il comporte un certain nombre de par-

ticules élastomères ( 68) logées dans le premier comparti-

ment ( 66) et ayant une grosseur de tamis de 30 ou moindre.

4 Amortisseur élastique visqueux destiné à sup-

porter une charge et à amortir les mouvements structuraux,

caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément d'en-

veloppe ( 16) logé, au moins en partie, dans un deuxième élément d'enveloppe ( 12, 14) et relié à ce dernier par un ressort élastomère à cisaillement ( 18, 20), délimitant ainsi un compartiment ( 66) et un grand nombre de particules élastomères ( 68) d'une grosseur de tamis de 30, ou moindre,

logées dans le compartiment ( 66), le mouvement relatif en-

tre ces éléments déformant le ressort de cisaillement ( 18,

) et faisant varier le volume du compartiment ( 66).

Amortisseur élastique visqueux selon l'une

des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cham-

bre ( 66) est équipée d'un moyen de filtrage de gaz pouvant être fermé et en ce que les particules élastomères ( 68)

ont un rapport longueur-largeur d'environ -1 et des surfa-

ces très irrégulières -

6 Amortisseur élastique visqueux selon l'une

des revendications 1 à 5, caractérisé en-ce que le compar-

timent ( 66) contient un inhibiteur d'agglomération.

7 Amortisseur élastique visqueux selon la re-

vendication 6, caractérisé en ce que l'inhibiteur d'ag-

glomération est constitué par au moins un produit choisi dans le groupe constitué par le polytétrafluoréthylène en

poudre, les particules de silice et l'huile de silicone.

8 Amortisseur élastique visqueux sec destiné

à supporter une charge ou à amortir les mouvements struc-

turaux, ou les deux, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément extérieur ( 12) relié à un élément de liaison ( 16) au moyen d'un premier ressort élastomère de cisaillement ( 18), et contenant un premier compartiment à gaz ( 28) et un premier diaphragme élastomère ( 26); un

deuxième élément extérieur ( 14) relié à l'élément de liai-

son ( 16) au moyen d'un deuxième ressort élastomère de ci-

saillement ( 20) et contenant un deuxième compartiment à gaz

( 34) et un deuxième diaphragme élastomère ( 32) et un com-

partiment principal ( 66) formé dans l'élément de liaison

( 16) qui contient un grand nombre de particules élasto-

mères ( 68) d'une grosseur de tamis de 30, ou moindre, les mouvements relatifs entre ces éléments produisant une dé-

formation des ressorts de cisaillement ( 18, 20), des dia-

phragmes élastomères ( 26, 32) et des particules élasto-

mères ( 68) et faisant varier les volumes des compartiments.

9 Amortisseur élastique selon la revendication

8, caractérisé en ce que l'élément de liaison ( 16) com-

prend une première portion de paroi rigide ( 42) et une deuxième portion de paroi rigide ( 44), la première portion

de paroi rigide étant reliés au premier ressort élastomè-

re de cisaillement ( 18) et la deuxième portion de paroi ri-

gide étant reliéë-au deuxième ressort élastomère de ci-

saillement ( 20) et la première portion de paroi rigide ( 42) étant reliée à la deuxième ( 44) *par un troisième ressort

élastomère ( 46).

Amortisseur élastique selon la revendication 9, caractérisé en ce que le troisième ressort élastomère comprend un éléiient en forme de tore ( 46) entourant une

chambre intérieure annulaire ( 52).

11 Amortisseur élastique selon la revendication , caractérisé en ce que la chambre intérieure annulaire ( 52) contient un certain nombre de particules élastomères supplémentaires. 12 Amortisseur élastique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une ouverture d'accès ( 54, 56), pouvant être fermée, est prévue dans la portion de paroi

rigide de l'élément de liaison ( 16) et dans l'élément é-

lastomère en forme de tore ( 46), pour l'introduction des particules élastomères et la mise sous pression de façon

sélective au moyen de gaz de la chambre annulaire.

13 Amortisseur élastique selon la revendication

8, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments exté-

rieurs ( 12, 14) comprend des moyens ( 30, 36) permettant de mettre sous pression de façon sélective, au moyen d'un gaz,

au moins l'un des diaphragmes élastomères ( 26, 32) de sor-

te que l'amortisseur élastique sec peut être régléà de façon

sélective afin de mettre à niveau une charge alors sup-

portée par la mise sous pression du diaphragme.