FR2655112A1 - Improvements to hydraulic anti-vibration devices - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative aux dispositifs antivibratoires hydrauliques destinés à être interposés aux fins d'amortissement et de liaison, voire de support, entre deux éléments rigides tels qu'un châssis de véhicule et qu'un train de suspension ou que le moteur de ce véhicule. The invention relates to hydraulic anti-vibration devices intended to be interposed for damping and connection, or even support, between two rigid elements such as a vehicle chassis and a suspension train or that the engine of this vehicle.
Elle concerne plus particulièrement, parmi ces dispositifs, ceux qui comportent
- deux armatures rigides solidarisables respectivement avec les deux éléments rigides à réunir,
- un corps en élastomère travaillant selon une direction X, corps reliant entre elles les deux armatures et formant au moins en partie avec celles-ci deux chambres étanches alignées selon la direction X,
- un passage étranglé faisant communiquer les deux chambres entre elles,
- et une masse de liquide remplissant les deux chambres et le passage étranglé.It relates more particularly, among these devices, those comprising
- two rigid reinforcements which can be joined together respectively with the two rigid elements to be joined,
an elastomer body working in a direction X, body connecting the two reinforcements to each other and forming at least in part with them two sealed chambers aligned in the direction X,
- a strangled passage making the two rooms communicate with each other,
- and a mass of liquid filling the two chambers and the choked passage.
Comme on le sait, avec un tel dispositif, l'application sur l'une des armatures, selon la direction X, d'oscillations de relativement grande amplitude (généralement supérieure à 0,5 mm) et de relativement basse fréquence (généralement de l'ordre de 5 à 15 Hz) telles que celles provoquées par des mises en résonance d'éléments suspendus, a pour effet de refouler le liquide de l'une des deux chambres dans l'autre et inversement à travers le passage étranglé, avec mise en résonance de la masse liquide ainsi refoulée lorsque la fréquence desdites oscillations atteint une valeur prédéterminée qui est fonction du rapport entre la longueur axiale et la section droite du passage étranglé, cette mise en résonance assurant un excellent amortissement des oscillations concernées. As is known, with such a device, the application on one of the armatures, in the direction X, of oscillations of relatively large amplitude (generally greater than 0.5 mm) and of relatively low frequency (generally of the '' order of 5 to 15 Hz) such as those caused by resonance of suspended elements, has the effect of pushing the liquid from one of the two chambers into the other and vice versa through the throttled passage, with setting in resonance of the liquid mass thus repressed when the frequency of said oscillations reaches a predetermined value which is a function of the ratio between the axial length and the cross section of the constricted passage, this resonance ensuring excellent damping of the oscillations concerned.
Dans les modes de réalisation connus, de ces dispositifs, les cotes du passage étranglé ne sont généralement pas modifiées au cours du fonctionnement. In the known embodiments of these devices, the dimensions of the constricted passage are generally not modified during operation.
Dans certains cas, il a été proposé de modifier automatiquement la section dudit passage en fonction de la fréquence des oscillations à amortir préférablement. In some cases, it has been proposed to automatically modify the section of said passage as a function of the frequency of the oscillations preferably to be damped.
Mais la modification de section ainsi commandée est en général relativement limitée et les moyens d'asservissement utilisés à cet effet sont relativement compliqués, coûteux et fragiles. However, the modification of the section thus controlled is generally relatively limited and the control means used for this purpose are relatively complicated, costly and fragile.
La présente invention vise un problème voisin, mais différent, savoir celui du filtrage de chocs, c'est-à-dire d'impulsions appliquées sur l'une des deux armatures selon la direction X et présentant la double caractéristique d'une grande amplitude et d'une grande vitesse de sollicitation correspondant à une fréquence supérieure à celle de réglage normal du passage étranglé, fréquence par exemple comprise entre 10 et 20 Hz. The present invention aims at a neighboring but different problem, namely that of filtering of shocks, that is to say of pulses applied to one of the two armatures in the direction X and having the double characteristic of a large amplitude. and a high solicitation speed corresponding to a frequency greater than that of normal adjustment of the throttled passage, frequency for example between 10 and 20 Hz.
De tels chocs sont par exemple ceux qui sont appliqués sur les véhicules par les joints d'autoroute ou irrégularités de chaussées du même genre. Such shocks are, for example, those applied to vehicles by highway joints or similar road irregularities.
L'invention a pour but, surtout, de permettre automatiquement un bon amortissement des chocs en question en mettant en oeuvre des moyens extrêmement simples et robustes. The object of the invention is, above all, to automatically allow good damping of the shocks in question by using extremely simple and robust means.
A cet effet, les dispositifs antivibratoires du genre ci-dessus sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils comprennent un passage large propre à faire communiquer les deux chambres entre elles à travers une valve délimitée par une lèvre élastique montée sur l'une des armatures et coopérant avec un siège approprié de l'autre armature, ladite lèvre étant agencée de façon à être normalement appliquée avec précompression contre son siège selon la direction X lors du repos et du fonctionnement normal du dispositif et à s'écarter automatiquement de son siège lors de la survenance d'un choc tel que défini ci-dessus. To this end, anti-vibration devices of the above kind are essentially characterized according to the invention in that they comprise a wide passage suitable for making the two chambers communicate with each other through a valve delimited by an elastic lip mounted on the one of the frames and cooperating with a suitable seat of the other frame, said lip being arranged so as to be normally applied with precompression against its seat in direction X during rest and normal operation of the device and to move away automatically its seat upon the occurrence of a shock as defined above.
Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes
- dans un dispositif du genre en question, pour lequel les deux armatures sont tubulaires et s'entourent coaxialement en service, la direction X étant alors une direction diamétrale de ce dispositif, la lèvre fait partie du corps en élastomère et prend normalement appui contre l'une des armatures,
- l'armature contre laquelle prend appui la lêvre est l'armature extérieure,
- dans un dispositif selon l'un au moins des deux alinéas précédents, chacun des deux passages étranglé et large est localisé au voisinage de l'armature tubulaire extérieure et au voisinage d'une extrémité axiale du dispositif et la lèvre s'étend selon un secteur transversal disposé axialement à proximité du passage large,
- dans un dispositif du genre en question pour lequel les deux armatures sont respectivement un anneau rigide et un plot central réunis entre eux par un corps élastomère de révolution, généralement tronconique, l'anneau étant assemblé de façon étanche sur le bord annulaire d'une membrane flexible étanche et sur celui d'une cloison rigide intermédiaire séparant les deux chambres, la direction X étant alors la direction de l'axe de révolution du dispositif, la lèvre est un anneau élastique porté par un pied solidaire du plot central et son siège est le bord d'un trou évidé dans la cloison intermédiaire.In preferred embodiments, use is also made of one and / or the other of the following arrangements.
- In a device of the kind in question, for which the two frames are tubular and surround themselves coaxially in service, the direction X then being a diametrical direction of this device, the lip is part of the elastomer body and normally bears against the 'one of the frames,
- the frame against which the lip is supported is the outer frame,
- In a device according to at least one of the two preceding paragraphs, each of the two choked and wide passages is located in the vicinity of the external tubular frame and in the vicinity of an axial end of the device and the lip extends according to a transverse sector disposed axially near the wide passage,
- In a device of the kind in question for which the two frames are respectively a rigid ring and a central stud joined together by an elastomeric body of revolution, generally frustoconical, the ring being tightly assembled on the annular edge of a flexible waterproof membrane and on that of an intermediate rigid partition separating the two chambers, the direction X then being the direction of the axis of revolution of the device, the lip is an elastic ring carried by a foot integral with the central stud and its seat is the edge of a hollowed-out hole in the intermediate wall.
L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. The invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
Dans ce qui suit, l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. In what follows, two preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawing, of course in a non-limiting manner.
Le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 concerne un manchon de support antivibratoire du type à débattements diamétraux. The first embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3 relates to an anti-vibration support sleeve of the type with diametrical deflections.
Ce manchon comporte
- une armature métallique interne tubulaire 1 de révolution autour d'un axe Y,
- une armature métallique externe tubulaire de révolution 2 coaxiale à l'armature 1 au moins pour l'état monté et chargé du manchon et entourant cette armature 1,
- et un corps en élastomère 3 reliant l'une à l'autre les deux armatures 1 et 2 en ménageant entre celles-ci deux poches étanches A et B diamétralement opposées selon une direction X.This sleeve has
- a tubular internal metal frame 1 of revolution about a Y axis,
a tubular external metallic frame of revolution 2 coaxial with the frame 1 at least for the assembled and loaded state of the sleeve and surrounding this frame 1,
- And an elastomer body 3 connecting the two frames 1 and 2 to each other, providing between them two sealed pockets A and B diametrically opposite in a direction X.
L'armature interne 1 est destinée à être solidarisée avec une broche (non représentée) qui la traverse jointivement alors que l'armature externe 2 est destinée à être solidarisée avec un palier (non représenté), cette broche et ce palier étant solidaires respectivement de deux éléments rigides entre lesquels on désire monter le support antivibratoire, éléments que l'on supposera dans la suite être un châssis de véhicule et un train de suspension de ce véhicule, notamment triangulé. The internal frame 1 is intended to be secured with a spindle (not shown) which crosses it contiguously while the external frame 2 is intended to be secured with a bearing (not shown), this spindle and this bearing being secured respectively to two rigid elements between which it is desired to mount the anti-vibration support, elements which will be assumed hereinafter to be a vehicle chassis and a suspension train of this vehicle, in particular triangulated.
Les deux poches A et B communiquent entre elles par un canal étroit 4 qui, ici t longe périphériquement l'armature externe 2 à proximité d'une extrémité axiale du manchon. The two pockets A and B communicate with each other by a narrow channel 4 which, here t peripherally runs along the external frame 2 near an axial end of the sleeve.
Ces deux poches et le canal étroit sont remplis d'un liquide L. These two pockets and the narrow channel are filled with liquid L.
On fait comprendre en outre au corps 3, à l'intérieur de l'une des poches A, une lèvre 5 faisant saillie radialement, selon un arc de cercle d'axe Y, sur la portion intérieure dudit corps, au voisinage de l'une de ses extrémités axiales. The body 3 is also made to understand, inside one of the pockets A, a lip 5 projecting radially, in an arc of a circle of axis Y, on the interior portion of said body, in the vicinity of the one of its axial ends.
La hauteur de cette lèvre 5 est définie de façon telle que, pour l'état chargé, mais de repos1 du manchon, elle soit appliquée jointivement contre la face interne de l'armature extérieure 2, avec une légère précompression ou précontrainte élastique qui a pour effet de l'écraser légèrement (voir figure 2). The height of this lip 5 is defined in such a way that, for the loaded state, but of rest1 of the sleeve, it is applied contiguously against the internal face of the external frame 2, with a slight precompression or elastic preload which has for effect of slightly crushing it (see figure 2).
La lèvre 5 est située axialement de façon à délimiter, à côté de la chambre A qui s'étend sur la plus grande portion axiale du manchon, une petite chambre auxiliaire A' présentant une petite dimension axiale. The lip 5 is located axially so as to delimit, next to the chamber A which extends over the largest axial portion of the sleeve, a small auxiliary chamber A 'having a small axial dimension.
Cette petite chambre A' est reliée à la chambre
B par un second passage 6 dont la section est suffisamment grande pour que le liquide circulant dans ce passage ne subisse pas d'effet d'étranglement.This small room A 'is connected to the room
B by a second passage 6, the cross section of which is large enough so that the liquid circulating in this passage does not suffer from a throttling effect.
Ce passage 6 est ici, comme le passage 4, disposé au voisinage de l'armature tubulaire externe 2, à proximité de ltextrémité axiale, du manchon, opposée à celle près de laquelle se trouve le passage étranglé 4. This passage 6 is here, like the passage 4, disposed in the vicinity of the external tubular reinforcement 2, near the axial end of the sleeve, opposite to that near which the constricted passage 4 is located.
La précontrainte d'application de la lèvre 5 contre l'armature 2 doit être suffisante pour que les deux chambres A et A' demeurent totalement isolées l'une de l'autre au repos et lors des fonctionnements normaux du manchon1 lesquels peuvent se traduire par exemple par des déplacements radiaux relatifs des deux armatures de l'ordre de 0,8 mm et qu'au contraire, lors de l'application d'un choc suffisamment intense sur le train concerné du véhicule, se traduisant par une sollicitation radiale relative F sur l'armature externe 2 (figure 3) t on observe immédiatement un décollement entre la lèvre et la plage en regards avec apparition d'un jeu j entre ces deux éléments. The preload for applying the lip 5 against the armature 2 must be sufficient for the two chambers A and A 'to remain completely isolated from one another at rest and during normal operations of the sleeve 1 which may result in example by relative radial displacements of the two reinforcements of the order of 0.8 mm and, on the contrary, when a sufficiently intense shock is applied to the train concerned of the vehicle, resulting in a relative radial stress F on the external frame 2 (FIG. 3) t there is immediately a detachment between the lip and the facing surface with the appearance of a clearance j between these two elements.
Ce décollement met librement en communication les deux chambres A et B à travers le passage 6, ce qui neutralise alors automatiquement toutes les raideurs et résistances dues aux étranglements du liquide L dans le passage 4. This detachment freely places the two chambers A and B in communication through the passage 6, which then automatically neutralizes all the stiffnesses and resistances due to the constrictions of the liquid L in the passage 4.
Dans ces conditions, on comprend que le fonctionnement normal du manchon n'est absolument pas perturbé : il se traduit comme à l'habitude par une mise en résonance de la colonne de liquide contenue dans le passage étranglé 4 lorsque la fréquence des oscillations engendrées entre les deux armatures 1 et 2 a une valeur prédéterminée. Under these conditions, it is understood that the normal operation of the sleeve is absolutely not disturbed: it results, as usual, in a resonance of the column of liquid contained in the throttled passage 4 when the frequency of the oscillations generated between the two plates 1 and 2 have a predetermined value.
Au contraire, dès qu'est appliqué sur le train concerné du véhicule un choc tel que celui dû au roulement de ce véhicule sur un joint d'autoroute, ce fonctionnement hydraulique est court-circuité et le manchon est rendu instantanément suffisamment souple pour filtrer au moins partiellement ledit choc. On the contrary, as soon as a shock such as that due to the rolling of this vehicle on a motorway joint is applied to the concerned train of the vehicle, this hydraulic operation is short-circuited and the sleeve is made instantly flexible enough to filter at at least partially said shock.
Bien entendu le retour du manchon à son état normal est automatiquement obtenu par nouvelle application de la lèvre contre son siège avec précontrainte après le filtrage du choc considéré. Of course the return of the sleeve to its normal state is automatically obtained by re-application of the lip against its seat with pretension after the filtering of the considered shock.
On voit encore sur les figures 1 à 3
- une cage 7, 8 ou armature à fenêtres définis sant les passages 4 et 6 r cage emmanchée et sertie dans les extrémités axiales de l'armature tubulaire externe 2 avec interposition d'une fourrure en élastomère 9,
- des gorges annulaires 10, 11 évidées dans les faces frontales du manchon à l'intérieur des bagues 7, 8 pour rendre possibles de légères inclinaisons relatives entres les axes des deux armatures 1 et 2,
- et un noyau creux central 12 en métal armant le corps en élastomère 3 et entourant jointivement la portion centrale de l'armature tubulaire 1.We still see in Figures 1 to 3
a cage 7, 8 or frame with windows defined on passages 4 and 6 r cage fitted and set in the axial ends of the external tubular frame 2 with the interposition of an elastomeric fur 9,
- annular grooves 10, 11 hollowed out in the front faces of the sleeve inside the rings 7, 8 to make possible slight inclinations between the axes of the two frames 1 and 2,
- And a central hollow core 12 made of metal reinforcing the elastomer body 3 and contiguously surrounding the central portion of the tubular frame 1.
Le second mode de réalisation illustré sur la figure 4 concerne un support antivibratoire du type à débattements axiaux. The second embodiment illustrated in FIG. 4 relates to an anti-vibration support of the type with axial deflections.
Ce support comprend
- une embase rigide 13 constituée par un plot central 14 prolongé vers le haut par un goujon 15 en attente,
- un anneau rigide 16 d'axe X constitué par deux plaquettes annulaires soudées l'une contre l'autre, chacune de ces plaquettes étant délimitée intérieurement par un bord rabattu 17 et étant prolongée vers l'extérieur par deux pattes 18 elles-mêmes perforées par des trous de fixation 19,
- une paroi tronconique épaisse en caoutchouc 20 présentant une bonne résistance à la compression axiale de façon à jouer un rôle de "support" et reliant de façon étanche l'embase 13 à l'anneau 16,
- un soufflet mince et flexible 21 relié de fa çon étanche à l'anneau 16 et délimitant un boîtier fermé avec cet anneau, la paroi 20 et l'embase 13,
- un capot rigide 22 de protection du soufflet perforé en 23 et dont le pourtour est fixé sur l'anneau 16,
- une cloison rigide intermédiaire 24 divisant le boitier en deux chambres, savoir une chambre de travail C du côté de la paroi 20 et une chambre de compensation D du côté du soufflet 21,
- un passage étranglé 25 reliant les deux chambres C et D entre elles, passage évidé dans le pourtour rigide de la cloison intermédiaire 24,
- et une masse de liquide L remplissant les deux chambres et le passage étranglé.This support includes
a rigid base 13 constituted by a central stud 14 extended upwards by a stud 15 on standby,
- A rigid ring 16 of axis X constituted by two annular plates welded one against the other, each of these plates being delimited internally by a folded edge 17 and being extended towards the outside by two tabs 18 themselves perforated by fixing holes 19,
a thick frustoconical rubber wall 20 having good resistance to axial compression so as to act as a "support" and sealingly connecting the base 13 to the ring 16,
a thin and flexible bellows 21 tightly connected to the ring 16 and delimiting a closed case with this ring, the wall 20 and the base 13,
a rigid cover 22 for protecting the bellows perforated at 23 and the periphery of which is fixed to the ring 16,
an intermediate rigid partition 24 dividing the housing into two chambers, namely a working chamber C on the side of the wall 20 and a compensation chamber D on the side of the bellows 21,
a constricted passage 25 connecting the two chambers C and D therebetween, hollow passage in the rigid periphery of the intermediate partition 24,
- And a mass of liquid L filling the two chambers and the choked passage.
L'ensemble des plages périphériques du soufflet flexible 21, du capot 22 et de la cloison intermédiaire 24 sont serties l'une contre l'autre par rabattement du rebord 17 compris par l'une des deux plaquettes constitutives de l'anneau 16 contre l'autre plaquette, le rebord 17 de cette autre plaquette étant, quant à lui, noyé dans la grande base de la paroi tronconique épaisse 20. All of the peripheral areas of the flexible bellows 21, of the cover 22 and of the intermediate partition 24 are crimped one against the other by folding down the flange 17 comprised by one of the two plates constituting the ring 16 against the another plate, the rim 17 of this other plate being embedded in the large base of the thick frustoconical wall 20.
Le goujon en attente 15 et les trous de fixation 19 permettent de solidariser respectivement l'embase 13 et l'anneau 16 avec deux éléments rigides -supposés être ici un train de suspension et un châssis de véhiculeentre lesquels est interposé le support. The standby stud 15 and the fixing holes 19 make it possible to respectively attach the base 13 and the ring 16 with two rigid elements - here assumed to be a suspension train and a vehicle chassis between which the support is interposed.
Comme il est connu, les oscillations appliquées sur le support selon la direction de son axe X, lorsqu'elles ont une fréquence suffisamment basse et une amplitude suffisamment élevée, se traduisent par des refoulements alternatifs du liquide L de l'une des chambres C,D à l'autre à travers le passage étranglé 25 et, pour une valeur donnée de ladite fréquence, la masse de liquide en circulation dans ledit passage entre en résonance, ce qui assure un excellent amortissement. As it is known, the oscillations applied to the support in the direction of its axis X, when they have a sufficiently low frequency and a sufficiently high amplitude, result in alternative backflows of the liquid L from one of the chambers C, D to the other through the throttled passage 25 and, for a given value of said frequency, the mass of liquid circulating in said passage enters into resonance, which ensures excellent damping.
Le support considéré comprend en outre un trou 26 évidé au centre de sa cloison intermédiaire 24 et un pied 27 solidaire de l'embase 14, pied prolongé par une semelle transversalement débordante 28 de section supérieure à celle du trou 26. The support considered also comprises a hole 26 hollowed out in the center of its intermediate partition 24 and a foot 27 secured to the base 14, foot extended by a transversely projecting sole 28 of section greater than that of the hole 26.
La semelle 28 porte à sa périphérie un anneau élastique 29 qui, pour l'état chargé du support, est normalement appliqué avec une légère précontrainte contre le bord en regard 30 du trou 26, lequel bord constitue pour lui un siège annulaire. The sole 28 carries at its periphery an elastic ring 29 which, for the loaded state of the support, is normally applied with a slight prestress against the facing edge 30 of the hole 26, which edge constitutes for it an annular seat.
Comme dans le mode de réalisation précédent, la précontrainte en question se traduit par un léger écrasement de l'anneau 29, lequel peut correspondre à une déformation de l'ordre de 0,8 mm pour l'état chargé et de repos du support. As in the previous embodiment, the preload in question results in a slight crushing of the ring 29, which can correspond to a deformation of the order of 0.8 mm for the loaded and at rest state of the support.
Du fait de cette précontrainte, on n'observe aucun décollement entre l'anneau et son siège au cours des fonctionnements normaux du support. Due to this prestressing, no separation is observed between the ring and its seat during normal operations of the support.
Mais lorsque un choc est appliqué sur le train concerné (flèche F), on observe un décollement entre l'anneau 29 et son siège 30, ce qui met directement en communication les deux chambres C et D en supprimant instantanément, comme dans le cas précédent, les raideurs et résistances dues aux étranglements hydrauliques. But when a shock is applied to the train concerned (arrow F), there is a detachment between the ring 29 and its seat 30, which puts the two chambers C and D directly in communication, instantly removing them, as in the previous case , stiffness and resistance due to hydraulic throttles.
En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif antivibratoire hydraulique dont la constitution, le fonctionnement et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. As a result of what and whatever the embodiment adopted, a hydraulic anti-vibration device is finally obtained, the constitution, operation and advantages of which result sufficiently from the above.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où l'anneau élastique 29 ci-dessus serait rapporté sur le bord du trou 26 au lieu de l'être sur celui de la semelle 28. As is obvious, and as already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all of its variants, in particular those where the elastic ring 29 above would be attached to the edge of the hole 26 instead of being on that of the sole 28.
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Cited By (3)
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| CN105605133B (en) * | 2016-03-25 | 2018-01-02 | 吉林大学 | A kind of hydraulic bushing of inertia channel section-variable |
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| FR2655112B1 (en) | 1992-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20080930 |