Dispositif associant un ressort de compression et un amortisseur hydraulique et procédé de fabrication d' un tel dispositif .

Domaine de l' invention

L' invention se rapporte aux dispositifs associant un ressort de compression et un amortisseur hydraulique.

Etat de la technique

Dans le document JP-55 109840, on décrit un dispositif antivibratoire associant un ressort de compression et un amortisseur hydraulique. Le ressort comprend un bloc tubulaire en caoutchouc dont chaque extrémité est fixée à un plateau métallique. Le bloc tubulaire et les plateaux délimitent une chambre. Celle-ci communique, par l'intermédiaire d'un orifice calibré, ménagé dans un des plateaux, avec un réservoir obturé par une membrane élastique. La chambre du bloc tubulaire et le réservoir sont remplis d'un liquide visqueux.

Un problème posé dans la construction de ce système de suspension connu se situe dans la difficulté de réaliser une fixation solide et étanche des plateaux au bloc en caoutchouc. Cette difficulté va croissant avec la pression du liquide visqueux dans la chambre et le réservoir. Ce dispositif connu est par conséquent limité dans ses applications, ce qui constitue un inconvénient.

Résumé de l'invention

L' invention vise à remédier aux inconvénients du dispositif connu décrit plus haut.

L'invention a dès lors pour objectif de fournir un dispositif associant un ressort de compression et un

amortisseur hydraulique, dans lequel on peut mettre en œuvre des pressions élevées du liquide amortisseur et qui n' est par conséquent pas limité dans ses applications par la pression du liquide amortisseur. En conséquence, l'invention concerne un dispositif associant un ressort de compression et un amortisseur hydraulique, dans lequel le ressort comprend un bloc tubulaire élastique délimitant, avec au moins un plateau d'extrémité sensiblement indéformable, une chambre contenant un liquide de l'amortisseur hydraulique ; selon l'invention, le dispositif se caractérise en ce que le bloc élastique est un bloc en élastomère thermoplastique qui a subi successivement une déformation par compression au-delà de la limite élastique de l' élastomère et une détente, le bloc comprenant un bourrelet annulaire qui est écrasé élastiquement entre le plateau et une couronne sensiblement indéformable qui encercle le bloc.

Description détaillée de l'invention

Le dispositif selon l'invention comprend un ressort et un amortisseur hydraulique.

Le ressort du dispositif selon l'invention comprend un bloc en élastomère thermoplastique. Par définition, un élastomère est une matière macromoléculaire présentant des propriétés élastiques. Un élastomère thermoplastique est un élastomère qui conserve des propriétés élastiques après avoir subi une déformation rémanente par fluage plastique sous l'action d'un effort de compression. Les propriétés élastiques à la compression, de l' élastomère thermoplastique qui a subi la déformation rémanente sont normalement différentes de celles de l' élastomère avant la déformation. Les élastomères thermoplastiques sont bien connus en technique

et sont généralement des élastomères de synthèse. Moyennant les propriétés énoncées plus haut, l' élastomère thermoplastique sélectionné pour le ressort n'est pas critique pour la définition de l'invention. On utilise avantageusement des polyesters thermoplastiques. Des exemples de polyesters thermoplastiques convenant pour l'invention appartiennent à la famille des copolymères d'esters de polyéthers. Des copolymères obtenus par transestérification d'un ester dérivé d'acide phtalique, d'un glycol à faible poids moléculaire et d'un polyéther glycol conviennent bien, notamment ceux commercialisés sous la marque HYTREL® (Du Pont) . Des informations concernant ces copolymères sont notamment accessibles dans le document Polymer Engineering and Science, décembre 1974, Vol. 14, n°12, pages 848 à 852, ainsi que dans le document Encyclopedia of polymer Science and Technology, Supl . Vol. II, Wiley & Son, New York, 1977, pages 484-509. Les élastomères connus sous la marque ARNITEL® (DSM) conviennent spécialement bien.

La forme du bloc en élastomère thermoplastique n'est pas critique pour la définition de l'invention. En pratique, on préfère utiliser un bloc cylindrique. Dans le présent mémoire, l'expression « bloc cylindrique » désigne une surface géométrique définie par le déplacement d'une ligne géométrique (la génératrice) parallèlement à elle- même, le long d'une autre ligne géométrique (la directrice) , localisée entièrement dans un plan géométrique. On préfère les blocs cylindriques de révolution, dans lesquels la directrice est une circonférence. Les blocs dans lesquels la directrice est une ellipse ou un polygone entrent toutefois également dans le cadre de l'invention. Des blocs en élastomères

thermoplastiques spécialement recommandés sont ceux qui présentent le profil d'un boudin annulaire ou de plusieurs boudins annulaires superposés.

Le bloc en élastomère thermoplastique du ressort a subi un traitement mécanique approprié, comprenant une déformation par compression au-delà de la limite élastique de l' élastomère thermoplastique, la compression étant suivie d'une détente du bloc. Dans la suite du présent mémoire, le traitement mécanique qui vient d'être décrit sera désigné « traitement mécanique de compression/détente » et l'expression « axe de compression » désignera la direction de l'effort de compression mis en œuvre dans le traitement mécanique de compression/détente. Dans le cas préféré où le bloc en polymère thermoplastique est un bloc de révolution, l'axe de compression est confondu avec l'axe de révolution du bloc. Des informations concernant le traitement mécanique de compression/détente sont accessibles dans les documents US-A-4 198 037, GB-A-2 180 618 et WO 98/46930. Le procédé pour fabriquer le bloc élastique du dispositif selon l'invention sera explicité plus loin.

Dans le dispositif selon l'invention, la position du bloc en élastomère thermoplastique est telle que son axe de compression (défini plus haut) soit sensiblement parallèle à la direction des efforts de compression qu' il subit pendant une utilisation normale dudit dispositif. Dans le cas préféré où le bloc est de révolution, son axe de révolution est sensiblement confondu avec l'axe des efforts de compression qu' il subit pendant une utilisation normale du dispositif.

Dans le présent mémoire, l'expression « utilisation normale du dispositif » désigne une utilisation dans

laquelle le bloc en élastomère thermoplastique est soumis à des efforts de compression qui sont inférieurs à la limite élastique de l' élastomère thermoplastique ayant subi le traitement mécanique de compression/détente défini plus haut.

Dans le dispositif selon l'invention, le bloc en élastomère thermoplastique est tubulaire. Il délimite une chambre tubulaire qui est obturée à ses extrémités. La chambre est contractile, ce qui signifie que, pendant une utilisation normale du ressort, le volume de ladite chambre diminue lorsque le bloc subit une compression dans la direction de l'axe de compression précité et croît lorsque ledit bloc subit une détente dans ladite direction . Conformément à l'invention, l'obturation d'une au moins des extrémités de la chambre est réalisée au moyen d' un plateau sensiblement indéformable, fixé au bloc. On entend désigner par l'expression « plateau sensiblement indéformable » un plateau dont la forme et les dimensions ne subissent pas de changements substantiels pendant une utilisation normale du dispositif selon l'invention. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chacune des deux extrémités axiales de la chambre est obturée par un plateau sensiblement indéformable. La fonction de ladite chambre sera explicitée plus loin.

La liaison du plateau au bloc en élastomère thermoplastique constitue une caractéristique importante du dispositif selon l'invention. Elle est spécialement conçue pour garantir une bonne étanchéité de la chambre pendant une utilisation normale du dispositif. A cet effet, le bloc en élastomère thermoplastique comprend un bourrelet annulaire périphérique qui est pris en sandwich

et écrasé élastiquement entre le plateau et une couronne sensiblement indéformable qui encercle le bloc. Dans cette caractéristique de l'invention, le bourrelet du bloc a subi, comme lui, le traitement mécanique de compression/détente défini plus haut. La forme du bourrelet n'est pas critique pour la définition de l'invention. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le bourrelet est formé de deux ailes sensiblement horizontales, rabattues l'une sur l'autre en forme de U renversé.

La fixation du plateau à la couronne peut être assurée par tous moyens adéquats. Le plateau et la couronne peuvent avantageusement être en métal, par exemple en acier, leur fixation étant assurée par exemple par collage, par soudage ou par un assemblage de boulons et d'écrous.

Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le bourrelet est logé dans une rainure périphérique de la couronne.

Dans le dispositif selon l'invention, le bloc-ressort est associé à un amortisseur hydraulique. Les amortisseurs hydrauliques sont bien connus en technique et communément utilisés dans les systèmes de suspension des véhicules terrestres ou d'organes de machines industrielles. Ils comprennent généralement un liquide de viscosité réglée. Dans le dispositif selon l'invention, la fonction de l'amortisseur hydraulique consiste à conférer au dispositif un coefficient d'amortissement supérieur à celui du bloc en élastomère thermoplastique. Au cours d'une utilisation normale, les ressorts sont normalement soumis à une succession de cycles comprenant chacun une compression suivie d'une détente et ils se révèlent habituellement posséder un coefficient d'amortissement

substantiel. Ce coefficient d'amortissement résulte du fait qu'une partie de l'énergie emmagasinée au cours de la compression n'est pas restituée au cours de la détente et est dissipée sous forme de chaleur. Le coefficient d'amortissement est défini par la relation

W _e -W _r , où W _e

W _e désigne l'énergie mécanique emmagasinée par le ressort au cours de la compression, et

W _r désigne l'énergie restituée au cours de la détente.

Selon l'invention, la chambre du bloc en élastomère thermoplastique contient un liquide de l'amortisseur hydraulique. La chambre peut contenir la totalité ou une partie seulement du liquide de l'amortisseur hydraulique. Elle peut être totalement remplie dudit liquide ou partiellement remplie de celui-ci. La chambre doit par conséquent être étanche au liquide de l'amortisseur.

Dans un mode d' exécution préféré du dispositif selon l'invention, le liquide visqueux de l'amortisseur hydraulique occupe la totalité de la chambre du bloc en élastomère thermoplastique. Dans cette forme de réalisation de l' invention, la chambre et le liquide visqueux qu'elle contient constituent une partie au moins de l'amortisseur hydraulique.

Dans le mode d' exécution préféré qui vient d' être décrit, le liquide visqueux peut être un liquide compressible ou un liquide incompressible. Les silicones constituent des exemples de liquides visqueux compressibles, utilisables dans le dispositif selon l'invention. Les huiles (minérales ou végétales)

visqueuses constituent des exemples de liquides visqueux incompressibles utilisables dans le dispositif selon l'invention. La viscosité du liquide va conditionner le coefficient d'amortissement de l'amortisseur. La viscosité optimum doit être déterminée dans chaque cas particulier en fonction de divers paramètres parmi lesquels figurent notamment la forme et les dimensions du bloc en élastomère thermoplastique, la forme et les dimensions de la chambre contractile, l' élastomère thermoplastique mis en œuvre, les paramètres du traitement mécanique de compression/détente et la destination du dispositif selon l'invention (liste non exhaustive).

Dans une forme de réalisation particulière du dispositif selon l'invention, la chambre du bloc en élastomère thermoplastique se trouve en communication avec un réservoir expansible élastiquement , par l'intermédiaire d'un ajutage calibré et le liquide visqueux occupe sensiblement la totalité du volume de la chambre et du réservoir expansible. Dans cette forme de réalisation de l'invention, la fonction du réservoir expansible consiste notamment à compenser, par expansion, une contraction de la chambre du bloc lorsque celui-ci subit une compression. L'amortissement des oscillations du bloc dans un cycle de compressions-détentes est alors une conséquence de la perte de charge subie par le liquide visqueux dans l'ajutage, lors des contractions et expansions successives de la chambre contractile du bloc au cours de ce cycle de compressions- détentes. Le coefficient d'amortissement du dispositif dépend notamment d'un choix approprié de l'ajutage et/ou de la viscosité du liquide.

Cette forme de réalisation particulière du dispositif selon l'invention, trouve une application intéressante dans des

systèmes de suspension d' engins de locomotion ou de machines-outils .

Dans une variante particulière de la forme de réalisation qui vient d'être décrite, la chambre contractile du bloc en élastomère thermoplastique et le réservoir expansible sont reliés en boucle par deux canalisations comprenant chacune une vanne unidirectionnelle et ces deux vannes sont conçues de telle sorte que l'une des vannes soit ouverte et l'autre fermée pendant une contraction du volume de la chambre et une expansion correspondante du volume du réservoir et vice- versa .

Dans cette variante de l'invention, l'une au moins des canalisations comprend au moins un ajutage calibré destiné à assurer l'amortissement des oscillations du bloc en élastomère thermoplastique de la manière exposée plus haut. On préfère que chacune des canalisations comprenne au moins un tel ajutage calibré. Les ajutages calibrés peuvent comprendre les vannes unidirectionnelles précitées.

Dans la forme de réalisation particulière de l'invention, décrite plus haut et sa variante particulière d'exécution, le liquide visqueux peut être indifféremment un liquide compressible ou un liquide incompressible. On préfère les liquides incompressibles. Le ressort équipant le dispositif selon l'invention peut comprendre un seul bloc tubulaire en élastomère thermoplastique. En variante, il peut comprendre plusieurs blocs tubulaires en élastomère thermoplastique, lesdits blocs étant superposés ou juxtaposés et ayant subi chacun un traitement mécanique de compression/détente tel qu'explicité précédemment. En plus du ou des bloc (s) tubulaire (s) , le dispositif selon

1' invention peut éventuellement comprendre d'autres organes élastiques communément utilisés en tant que ressort de compression, par exemple des fils métalliques roulés en spirales ou des corps pleins ou évidés en élastomère thermoplastique, du type de ceux décrits dans les documents US-A-4 198 037, GB-A-2 180 618, WO-98/46930, WO-01/34995 et WO-2006/021357.

Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le ressort du dispositif selon l'invention comprend au moins deux blocs tubulaires en élastomère thermoplastique, superposés et la chambre interne précitée est commune aux deux blocs. Dans cette forme de réalisation de l'invention, les blocs tubulaires sont de préférence des blocs cylindriques tubulaires, de telle sorte que leurs chambres internes respectives soient des chambres axiales, disposées dans le prolongement l'une de l'autre. Des exemples de ressorts de ce type sont notamment décrits dans les documents GB 2180618 et WO 98/46930. Dans cette forme de réalisation du ressort selon l'invention, il convient d'assurer l'étanchéité entre les deux blocs tubulaires superposés, lorsque la chambre interne est remplie d'un liquide visqueux. Cette étanchéité peut être réalisée par tout moyen connu adéquat, par exemple au moyen d'une colle.

Dans une forme de réalisation avantageuse du dispositif selon l'invention, le bloc en élastomère thermoplastique comprend un corps cylindrique unitaire en élastomère thermoplastique, formé d'au moins deux boudins superposés séparés par une bague rigide, la chambre interne contractile étant commune aux deux boudins. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le corps en

élastomère thermoplastique est du type de ceux décrits dans le document WO-01/34995 et il est obtenu au moyen d'un procédé selon lequel on enchâsse un cylindre tubulaire droit en élastomère thermoplastique dans une bague sensiblement indéformable et on soumet ensuite le cylindre au traitement mécanique de compression/détente défini plus haut pour provoquer une déformation rémanente du cylindre de part et d'autre de la bague.

Dans une variante d' exécution préférée de cette forme de réalisation avantageuse de l'invention, la bague précitée est prise en sandwich entre deux manchons en élastomère thermoplastique, cerclant le corps cylindrique unitaire. Dans cette variante de l'invention, le bloc en élastomère thermoplastique est du type de ceux décrits et revendiqués dans le document WO 2006/021357 (Bureau Mertens) : il est obtenu au moyen d'un procédé selon lequel on enchâsse un cylindre en élastomère thermoplastique dans un assemblage tubulaire comprenant n manchons (n étant au moins égal à 2) en élastomère thermoplastique alternant avec (n-1) bague (s) sensiblement indéformable (s) , de telle manière que la ou chaque bague soit prise en sandwich entre une paire desdits manchons et on soumet le corps composite ainsi obtenu, au traitement mécanique de compression/détente défini plus haut pour provoquer une déformation rémanente du cylindre.

Dans une autre variante d' exécution de la forme de réalisation avantageuse décrite ci-dessus, un barreau indéformable se trouve inséré axialement dans la chambre interne contractile, de telle sorte que, pendant une utilisation normale du dispositif, les boudins coulissent le long du barreau, à hauteur de la ou de chaque bague. Dans cette variante de l'invention, le barreau sert de

guide pour éviter un flambage du bloc élastomère pendant une utilisation normale du dispositif. Le barreau doit avoir des dimensions et/ou un profil adaptés pour ne pas entraver la circulation du liquide visqueux dans la chambre contractile, à hauteur de la bague. Un premier moyen consiste à conférer au barreau un diamètre légèrement inférieur à celui de la chambre contractile, à hauteur de la bague. Un autre moyen consiste à ménager des rainures longitudinales dans le barreau, à hauteur de la bague.

Dans une forme de réalisation recommandée du dispositif selon l'invention, le ou chaque bloc creux en élastomère thermoplastique est un corps géométrique en forme d'anneau, dont la paroi latérale présente une ou plusieurs zones cintrées vers l'extérieur du bloc. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le profil cintré de la paroi latérale du corps annulaire est normalement le résultat du traitement mécanique de compression/détente défini plus haut, lorsqu'il est appliqué à un cylindre droit en élastomère thermoplastique. Lorsque le cylindre droit est un tube cylindrique droit, la chambre interne contractile présente une ou plusieurs zones enflées. On trouve des exemples de ressorts de compression de ce type dans les documents WO 98/46930 et WO 2006/021357.

Toutes autres choses égales par ailleurs, le dispositif selon l'invention possède un excellent coefficient d'amortissement, généralement supérieur à celui des dispositifs connus à ressorts de compression en élastomère. Le dispositif selon l'invention peut par ailleurs supporter des pressions élevées du liquide

d' amortissement et il trouve par conséquent une large gamme d'utilisations.

Le dispositif selon l'invention est utilisable dans toutes applications nécessitant des ressorts de compression présentant des coefficients d'amortissement élevés .

Le dispositif selon l'invention trouve une application intéressante dans des tampons ou butoirs destinés aux véhicules ferroviaires, tels que les locomotives et les autorails, les voitures de chemin de fer pour voyageurs et les wagons ferroviaires pour le transport de marchandises ou de bestiaux.

Le dispositif selon l'invention trouve également une application dans des pare-chocs destinés à des véhicules routiers ou maritimes.

Le dispositif selon l'invention trouve une application supplémentaire dans des systèmes de suspension de véhicules terrestres à roues ou à chaînes, tels que des voitures automobiles, des camions, des motocyclettes, des chariots ou des remorques, des engins de génie civil ou militaires et des voitures de chemin de fer. On lui trouve également des applications dans des machines industrielles fixes, par exemple des machines-outils, ainsi que pour la suspension d'organes mécaniques mobiles dans du matériel électroménager (lave-linge, lave-vaisselle, etc.).

L' invention concerne dès lors également des tampons pour véhicules ferroviaires, lesdits tampons comprenant un dispositif selon l'invention.

L' invention concerne aussi un système de suspension comprenant au moins un ressort de compression et un

amortisseur hydraulique qui sont associés dans un dispositif conforme à l'invention.

L' invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un dispositif conforme à l'invention, associant un ressort tubulaire de compression et un amortisseur hydraulique selon lequel on introduit un liquide de l'amortisseur dans une chambre délimitée dans un bloc tubulaire en élastomère, que l'on obture au moyen d' au moins un plateau d' extrémité sensiblement indéformable ; selon l'invention, le procédé se caractérise en ce que, pour former le bloc tubulaire, on soumet un tube cylindrique en élastomère thermoplastique à un effort de compression suffisant pour provoquer une déformation rémanente du tube cylindrique et on relâche ensuite l'effort et en ce que, pour fixer le plateau au bloc, on écrase élastiquement un bourrelet périphérique d' extrémité du tube entre une couronne sensiblement indéformable et le plateau précité.

Dans le procédé selon l'invention, le bourrelet d' extrémité du tube a subi un traitement mécanique de compression/détente tel que défini plus haut.

Dans le procédé selon l'invention, le tube cylindrique est de préférence un tube rectiligne droit, dont la section transversale est circulaire. Le tube est en élastomère thermoplastique. Des informations concernant l' élastomère thermoplastique ont été communiquées plus haut.

Selon une première caractéristique du procédé selon l'invention, le tube est soumis à un traitement mécanique comprenant un effort de compression que l'on relâche ensuite. Ce traitement mécanique correspond au « traitement mécanique de compression/détente » défini

plus haut. Dans ce traitement mécanique de compression/détente du procédé selon l'invention, l'effort de compression doit être supérieur à la limite élastique de l'élastomère thermoplastique, de manière que le tube cylindrique conserve une déformation rémanente après que l'on ait relâché l'effort. Le tube déformé que l'on recueille après avoir relâché l'effort de compression est le bloc du ressort. La grandeur optimum de l'effort de compression va dépendre de divers paramètres, parmi lesquels figurent la forme et les dimensions du tube cylindrique, la nature de l'élastomère thermoplastique, la forme recherchée pour le bloc-ressort et les propriétés mécaniques recherchées pour le bloc-ressort. Elle doit être déterminée dans chaque cas particulier par l'homme du métier. Des informations concernant le traitement mécanique de compression/détente sont accessibles dans les documents US-A-4 198 037, GB-A-2 180 618 et WO 98/46930. Bien que cela ne soit pas indispensable, le traitement mécanique de compression/détente peut être accompagné d'un traitement thermique approprié avant, pendant ou après avoir exercé l'effort de compression. Des informations concernant ce traitement thermique sont accessibles dans le document US-A-4 198 037.

Une seconde caractéristique du procédé selon l'invention, concerne le moyen de fixation au tube, du plateau servant à obturer sa chambre interne. Ce moyen consiste à écraser un bourrelet périphérique du tube entre le plateau et une couronne sensiblement indéformable.

Dans le procédé selon l'invention, le plateau et la couronne doivent être sensiblement indéformables pendant la mise en œuvre du procédé. L'expression « sensiblement indéformable » signifie que le plateau et la couronne ne

subissent pas de déformation substantielle pendant l'exécution du procédé, notamment pendant l'exécution du ou de chaque traitement mécanique de compression/détente et pendant la fixation du plateau à la couronne. Nonobstant cette condition, les matières entrant dans la composition du plateau et de la couronne ne sont pas critiques pour la définition de l'invention. Le plateau et la couronne peuvent être indifféremment en métal ou en polymère de synthèse. On préfère les métaux, l'acier convenant bien dans la majorité des cas.

Le moyen utilisé pour fixer le plateau à la couronne n'est pas critique pour la définition de l'invention. Des moyens utilisables dans le cadre de l'invention comprennent le soudage, le collage et les assemblages au moyen de vis ou de boulons et d'écrous.

Dans le procédé selon l'invention, le bourrelet peut être formé en même temps que le bloc-ressort. Dans cette forme de réalisation particulière de l' invention, le bloc- ressort et son bourrelet sont réalisés simultanément par un traitement mécanique unique de compression/détente. Dans un mode d' exécution préféré de cette forme de réalisation de l'invention, on enchâsse une collerette d'extrémité du tube dans la couronne que l'on appuie contre un épaulement périphérique du tube et on soumet l'ensemble du tube et de sa collerette au traitement mécanique de compression/détente.

Dans une forme de réalisation modifiée du procédé selon l'invention, on opère en deux étapes consécutives. Dans une première étape, on soumet le tube cylindrique à un premier traitement mécanique de compression/détente pour former le bloc-ressort, en prenant soin de ne pas soumettre la collerette du tube à ce premier traitement

mécanique. On met ensuite en œuvre un second traitement mécanique de compression/détente, que l'on applique uniquement à la collerette.

Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé selon l'invention, on utilise une couronne présentant une rainure périphérique dans laquelle on forme le bourrelet.

Brève description des figures

Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des figures annexées, qui représentent quelques formes de réalisation particulières de l'invention.

La figure 1 montre, en section transversale axiale, une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention, au repos ; La figure 2 montre le dispositif de la figure 1, à l'état comprimé ;

La figure 3 montre, en section transversale axiale, une deuxième forme de réalisation du dispositif selon 1' invention ; La figure 4 montre, en section transversale axiale, une troisième forme de réalisation du dispositif selon 1' invention ;

Les figures 5 et 6 montrent, en section transversale axiale, deux variantes d'exécution de la forme de réalisation de la figure 4 ;

La figure 7 montre, en section transversale axiale, une forme de réalisation particulière du système de suspension selon l'invention ; et

Les figures 8, 9, 10 11 et 12 schématisent en coupe axiale, cinq étapes successives du procédé selon 1' invention.

Les figures sont des schémas et ne sont pas dessinées à l'échelle.

Généralement, les mêmes numéros de référence désignent les mêmes éléments.

Description détaillée de modes de réalisation particuliers

Le dispositif schématisé à la figure 1 comprend un bloc annulaire 1 en élastomère thermoplastique. Le bloc 1 a la forme d'un boudin, sa paroi latérale externe 2 étant cintrée vers l'extérieur. Le bloc 1 est percé d'une chambre interne tubulaire 3 qui est évasée dans sa zone centrale. Le bloc 1 a été obtenu en soumettant un tube cylindrique droit à un traitement mécanique de compression/détente comprenant une compression du tube cylindrique au-delà de la limite de déformation élastique de l' élastomère et une détente. A l'issue du traitement mécanique de compression/détente, le tube cylindrique conserve une déformation rémanente, lui donnant l'aspect du bloc 1.

Le bloc 1 est scellé dans deux plateaux rigides 4 et 5, généralement en métal, qui obturent hermétiquement la chambre 3. Le moyen utilisé pour sceller les plateaux 4 et 5 au bloc 1 sera explicité plus loin.

La chambre 3 est entièrement remplie d'un liquide visqueux compressible, par exemple une silicone.

Dans le ressort de la figure 1, le bloc 1 possède des propriétés élastiques et un coefficient d' amortissement défini. L'ensemble formé de la chambre interne 3 et du liquide visqueux qui s'y trouve constitue un amortisseur

hydraulique, qui accroît le coefficient d'amortissement du ressort .

A la figure 2, les plateaux 4 et 5 ont été rapprochés pour comprimer le bloc 1 sous un effort de compression inférieur à la limite élastique du bloc 1. Il en résulte une déformation élastique du bloc 1, une contraction de la chambre interne 3 et une diminution correspondante du volume du liquide visqueux compressible qui s'y trouve.

Pendant une utilisation normale du dispositif des figures 1 et 2 , les plateaux 4 et 5 sont soumis à des oscillations axiales, de telle sorte qu'ils se rapprochent et s'éloignent l'un de l'autre alternativement, passant successivement et alternativement par la forme de la figure 1 et par celle de la figure 2. Sous l'effet de ces oscillations, le bloc 1 est soumis à une alternance de compressions élastiques (figure 2) et de détente (figure 1). Simultanément, le liquide visqueux de la chambre 3 est alternativement contracté (figure 2) et expansé (figure 1). Les frottements internes engendrés au sein du liquide visqueux de la chambre 3 pendant ces contractions et expansions alternées participent à l'amortissement des oscillations des plateaux 4 et 5.

Le dispositif des figures 1 et 2 trouve notamment une application comme tampon sur des véhicules ferroviaires, notamment des locomotives, des voitures pour voyageurs et des wagons pour le transport de marchandises. Il trouve également une application dans des systèmes de suspension de véhicules terrestre (par exemple une voiture automobile ou une voiture de chemin de fer) , où il est alors interposé entre un châssis et un essieu du véhicule.

Dans le dispositif représenté à la figure 3, le plateau 5 est percé d'un ajutage calibré 6 qui débouche

dans un réservoir 7. Le réservoir 7 est obturé par une membrane élastique imperméable 8.

La chambre 3 et le réservoir 7 sont remplis d'un liquide visqueux incompressible, par exemple une huile minérale. Dans le dispositif de la figure 3, la membrane élastique 8 sert, par déformation élastique, à compenser une contraction du volume de la chambre 3 lorsque les deux plateaux 4 et 5 sont rapprochés pour comprimer le bloc 1.

Pendant les oscillations axiales des plateaux 4 et 5 explicitées plus haut en référence aux figures 1 et 2, le liquide visqueux circule de la chambre 3 vers le réservoir 7 et vice-versa, à travers l'ajutage calibré 6. Les pertes de charges engendrées par le passage du liquide dans l'ajutage 6 participent à l'amortissement des oscillations des plateaux 4 et 5.

Le dispositif de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 par la forme du bloc-ressort 1. A la figure 4, le bloc 1 comprend trois boudins superposés 9, 10 et 11 séparés par des bagues métalliques rigides 12. Ce bloc 1 a été obtenu au départ d'un tube en élastomère thermoplastique, autour duquel on a enfilé les deux bagues 12 et que l'on a ensuite soumis au traitement mécanique de compression/détente. Les trois boudins 9, 10 et 11 sont le résultat de la déformation rémanente du tube à l' issue du traitement mécanique de compression/détente. On trouve une description détaillée de ce type de bloc-ressort dans le document WO-01/34995.

La chambre interne contractile 3 du bloc 1 est commune aux trois boudins 9, 10, 11. Dans le dispositif de la figure 5, la chambre 3 des boudins 9, 10 et 11 est traversée par un barreau rigide 13, fixé au plateau 4. Le barreau 13 sert de guide pour

éviter un flambage du bloc 1. Son diamètre doit être compatible avec le maintien d'un espace 26 suffisant pour la circulation du liquide visqueux de la chambre 3 à hauteur des bagues 12. Dans le dispositif de la figure 6, les boudins 9, 10 et 11 sont composites et ils ont été obtenus au moyen du procédé décrit dans le document WO 2006/021357 (Bureau Mertens) . Selon ce procédé connu, on a enchâssé un cylindre tubulaire droit 22 en élastomère thermoplastique dans un assemblage tubulaire comprenant deux bagues indéformables 12 prises en sandwich entre trois manchons 23, 24 et 25 en élastomère thermoplastique et on a soumis le corps composite ainsi obtenu à un traitement mécanique de compression/détente défini plus haut. Dans le dispositif de la figure 6, le cylindre 22 et les manchons 23, 24 et 25 peuvent être réalisés dans le même élastomère thermoplastique ou dans des élastomères thermoplastiques différents.

La figure 7 montre un système de suspension intégrant un dispositif conforme à l'invention.

Dans le système de suspension de la figure 7, le liquide visqueux de la chambre 3 est un liquide incompressible. La chambre contractile 3 et le réservoir expansible 7 sont reliés en boucle par deux canalisations 14 et 15 qui traversent respectivement le plateau 4 et le plateau 5 et qui comprennent des ajutages calibrés 16 et 17. La boucle comprend en outre une vanne unidirectionnelle 20 sur la canalisation 14 et une autre vanne unidirectionnelle 21 sur la canalisation 15. Les vannes 20 et 21 sont disposées de manière à permettre une circulation du liquide visqueux, successivement de la chambre 3 vers le réservoir 7 via la canalisation 15 et la vanne 21, et du réservoir 7

vers la chambre 3 via la canalisation 14 et la vanne 20. Dans le système de la figure 7, le bloc-ressort 1 remplit la fonction d'une pompe, les contractions et dilatations successives de la chambre 3 forçant le liquide visqueux à circuler dans la boucle. Les pertes de charges dans les ajutages calibrés 16 et 17 participent à l'amortissement des oscillations des plaques 4 et 5.

Un dispositif de réfrigération 18 est avantageusement interposé dans la boucle. En option, la boucle peut aussi comprendre un compresseur 19.

Le procédé utilisé pour fabriquer le dispositif de la figure 1 va maintenant être explicité en référence aux figures 8 à 12.

Pour fabriquer le bloc-ressort de la figure 1, on a utilisé le tube cylindrique circulaire de la figure 8, comprenant une zone centrale 30 et deux collerettes d'extrémité 32. Deux épaulements annulaires 31 séparent les collerettes 32 de la zone centrale 30.

Dans une première étape du procédé, schématisée à la figure 9, on a enchâssé les deux collerettes 32 dans deux couronnes 33 conçues pour prendre appui sur les deux épaulements 31. Chaque couronne 33 présente une rainure périphérique 35. On a ensuite posé l'ensemble du tube et des collerettes entre deux plateaux 37 d'une presse. Dans une deuxième étape du procédé, schématisée à la figure 10, on a déplacé les deux plateaux 37 de la presse l'un vers l'autre, de manière à comprimer et déformer la zone centrale 30 du tube et à écraser les collerettes 32 dans les rainures 35. Dans cette étape du procédé, l'effort de compression dans la presse a été suffisant pour que la pression exercée dans la zone centrale 30 et

dans les collerettes 32 du tube excède la limite élastique de l' élastomère thermoplastique.

La figure 11 montre le tube cylindrique obtenu à l'issue du traitement dans la presse. La zone centrale 30 du tube présente une déformation rémanente, qui lui donne l'aspect du boudin du bloc 1 de la figure 1. Les collerettes 32 conservent une déformation rémanente et forment deux bourrelets 34 dans les rainures 35 des collerettes. Ces bourrelets sont formés d'un repli des collerettes 32, ayant la forme d'un U renversé.

La figure 12 montre la dernière étape du procédé de fabrication du bloc-ressort du dispositif de la figure 1. Dans cette étape, on applique un plateau 36 sur chacun des bourrelets 34 et on fixe les plateaux 36 aux couronnes 33, en comprimant les bourrelets 34 élastiquement .

Dans le procédé selon l'invention, schématisé aux figures 8 à 12, les longueurs respectives de la zone centrale 30 et des collerettes 32 vont dépendre des caractéristiques mécaniques recherchées pour le dispositif à fabriquer, ainsi que des conditions opératoires du procédé de fabrication. En pratique, la longueur de la zone centrale 30 est conditionnée par les propriétés élastiques recherchées pour le bloc-ressort 1 et la longueur des collerettes 32 est conditionnée par les dimensions et les propriétés élastiques recherchées pour les bourrelets 34.