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La présente invent:ion concerne une stxucture
composite pour l'amortissement de vibrations é~ises ou
reçues par un ensemble reposant sur cette structure.
Dans son brevet fran~ais N 2.348.402r M.
05 KLE~LDEN a decrit des blocs amortisseurs de vibra-
tions constitués d'au moins deux panneaux superposés
en un matériau élastique présentant une durée Shore
différente. Ces panneaux comportent respectivement,
sur leur face externel des plots déformables dont la
section ~ l'état de repos varie en diminuant depuis
leur base jusqu'~ leur sommet. Ces plots sont, p æ
exemple, disposés en quinconce sur chaque face et, de
préférence, un plot d'une face d'un panneau correspond
à un évidement de la face correspondant de l'autre pan-
neau.
Dans une forme de réalisation représentée surla figure 3 du bre~et précité, les faces en contact des
deux éléments constitutifs de ces blocs amortisseurs
comportent des cannelures longitudinales ayant, en cou-
pe transversale, la forme d'une ligne sinusoldale ou encréneaux ou encore en dents de scie. Les parties en
saillie de l'une des faces sont imbriquées dans les par-
ties en creux de l'autre face et, du fait de leur dure-
té différente, elles préviennent la propagation des on-
des transversalement ~ la direction des cannelures.
Ayant constaté qu'avec de tels bloc amortis-
seurs de vibrations, les ondes vibratoires pouvaient se
pxopager dans le sens longitudinal en suivant les canne-
lures des plaques, M. KLE~LDEN a ensuite proposé, dans
30 le brevet européen N 0 021 958, dans lequel il était
mentionné comme unique inventeur, de réaliser une struc-
ture composite antivibratoire constituée d'au moins deux
plaques superposées en des matériaux élastiques présen-
tant respectivement une dureté Shore différente, ces
plaques comportant sur leur face externe des plots d~-
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formables, tandis que leurs faces en contact mutuelcomportent des cannelures rectilignes de profil complé-
mentaire, les parties en sai:Llie des canneIures de cha-
que face étant embo~tées dans les parties en creux cor-
05 respondantes de l'autre face, cette structure antivi-
bratoire étant caractérisée en ce que les parties en
saillie desdites cannelures sont fendues, sensiblement
depuis leur base, ~ inter~alles de préférence reguliers,
par des découpes transversales.
Ces découpes transyersales, qui interrompent
périodiquement les parois latérales desdites canneIures,
s'opposent ainsi de façon particulièrement simple à la
propagation longitudinale des ondes vibratoires dans la
direction de ces cannelures.
Ce perfectionnement s'appliquait aussi bien
aux cannelures dont le profil, en coupe transversale,
est en dents de scie ou sinusoïdal, qu'à celles dont le !
profil transyersal a la forme de creneaux.
En poursuivant ses travaux sur de telles struc-
tures,M. KLE~DEN a constate que les systèmes de la
technique antérieure presentent un taux insuffisant d'ab-
sorption des vibrations à basses frequences, inferieurs
~ 200Hz et, plus particulièrement, des fréquences infé-
rieures ~ lOOHz.
Par ailleurs, avec les systèmes connus, notam-
ment ceux qui comportent ~ leur surface externe des plots
tronconiques sur lesquels reposent des machines emettant
ou recevant des vibrations que l'on desire amortir, on
constate que les structures risquent de provoquer un
mouvement d'oscillation ~ basse frequence de ces machi-
nes, en particulier si celles-ci possèdent une frequence
propre d'oscillation qui risque d'entrer en resonance
avec l'oscillation des plots.
La presente invention vise à remedier à ces
inconvenients de la technique connue en proposant une
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structure antivibrations qui soit apte à amortir des
vibrations d'une fréquence inférieure à 200Hz et même
à lOOHz.
L'invention vise également à proposer une
05 structure de ce type qui ne puisse osciller de façon
appréciable sous l'effet des vibrations qui lui sont
transmises.
L'invention a encore pour but de proposer
une telle structure qui présente conjointement une
bonne élasticité, favorable à l'amortissement des vi-
brations, et une excellente résistance mécanique, mal-
gré l'effet néfaste de cette dernière caractéristique
sur l'amortissement.
Enfin, l'invention a pour but de proposer une
structure de ce type qui puisse etre fabriquée aisément,
moyennant un coût réduit.
A cet effet, la présente invention a pour ob-
jet une structure composite pour l'amortissement de vi-
brations, du type comprenant des plaques superposées en
des matériaux élastiques présentant des duretés Shore
différentes, ces plaques étant en contact mutuel par des
faces comportant des cannelures rectilignes de profil
: complémentaire, les parties en saillie des cannelures de
chaque face étant emboîtées avec des plans de joint li-
bres dans les parties en creux correspondantes de l'autre
face, cette structure étant caractérisée en ce qu!~elle
comporte trois plaques ainsi imbriquées, à sa~oir deux
plaques externes en un matériau dur ayant une dureté
Shore d'au moins 45, et uneplaque intercalaire en un ma-
tériau souple et résilient, ayant une dureté Shore d'auplus 30.
Dans une telle structure, l'effet d'amortisse-
ment est naturellement dévolu ~ la plaque centrale rési-
liente et aux plans de joints libres entre matériaux de
dureté différente, tandis que les couches externes ap-
portent la resistance mécanique desirée pour la struc-
ture.
Les duretés Shore des plaques externes pour-
ront être identiques ou différentes. Elles seront géné-
05 ralement de l'ordre de 50, afin que les plaques puissentrésister à une charge relati~ement importante. La surface
d'appui de ces pla~ues sera naturellement choisie en
fonction de l'importance de la masse de la charge a sup-
porter.
La dureté Shore de la plaque intercalaire sera
habituellement de l'ordre de 25.
L'imbrication des plaques par des profils com-
plémentaires évitera qu'elles risquent de se séparer en
cours d'utilisation.
L'épaisseur de la couche intercalaire dépendra
de la fréquence des vibrations que l'on souhaite amortir.
En effet, sous l'effet des vibrations, il est connu qu'une
couche en un matériau souple et résilient peut ~arier très
sensiblement d'épaisseur, la rétraction ~ariant a~ec l'é-
paisseur de la plaque, comme indiqué dans le Tableau sui-
vant.
TABLEAU
~ réquence (Hz) . Contraction (mm)
2 5 ( -- --------__ _ _ _ __ _ _: __ _ __ __ _ _ __ _ _ __ __ _ _ __ __ _ __ _
( 5
( 6 : 6,9
7 5,1
8 : 3~9 1 )
( 9 . 3r 1
( 10 : 2,5
, ' )
Plus la fréquence est basse et plus la couche
intercalaire doit pouVoir se rétracter. Dans la prati-
35 que, il faudra donc tenir compte de ce facteur, en choi-
2(~ 4
sissant une épaisseur de couche intercalaire adaptée à
la fréquence des vibrations à amortir. Pour les basses
fréquences usuelles, cette épaisseur sera generalement
comprise entre 10 et 15 millimètres.
05 Afin de supprimer toute oscillation des par-
ties de la surface externe servant d'appui à des machi-
nes dont on désire amortir les vibrations, ou que l'on
souhaite protéger des vibrations extérieures, ces par-
ties auront avantageusement la forme de pyramides tron-
quées à section rectangu;laire, disposées suivant des
rangées dirigées suivant les cannelures des plaques et
dans lesquelles la grande longueur de la base de ces
pyramides est alternativement parallèle ou perpendicu-
laire à ces cannelures.
Tout matériau présentant les duretés Shore
appropriées pourra etre utilisé pour réaliser les pla-
ques de la structure conforme à l'invention, par exem-
ple un polyurethane ou un caoutchouc à base de chloro-
prène tel que le Neoprène (marque deposee).
Avantageusement, un additif apte à réduire
l'échauffement sera incorpore dans le materiau consti-
~; tutif de la plaque intercalaire. En effet, la vibration
de cette plaque intercalaire provoque un echauffement
de celle-ci qui peut être relativement important. Pour
eviter les problèmes posés par cet echauffement, on
a ~ t a b 1 i qu'on peut judicieusement incorporer
dans le matériau de cette plaque des lamelles de mica
micronisé, qui favorisent le transfert des calories
vers les bords de la pla~ue, o~ elles sont evacuees par
contact avec l'atmosphère.
Le dessin annexe, qui n'a pas de caractère
limitatif, illustre une forme de mise en oeuvre de
l'invention. La figure unique de ce dessin est une v~ue
en perspective eclatee, avec arrachement, de la struc-
ture conforme à l'invention.
Comme on le voit sur la figure, cette struc-
ture comprend, deux plaques externes, à savoir, respec-
tivement, une plaque superieure 1, sur laquelle prendra
appui la structure à proteger des vibrations ou dont on
05 desire amortir les vibrations, et une plaque inf~rieure
2, destinee à prendre appui sur le sol ou sur un support.
Entre ces deux plaques, est interposee une plaque inter-
calaire 3. Les plaques 1, 2 et 3 presentent, sur leurs
faces en contact mutuel, des profils crenelés complemen-
taires 4, 5 et 6, definis par des cannelures rectilignesparallèles, qui permettent de l~es imbriquer etroitement
les unes dans les autres, en laissant libres leurs plans
de joint. Dans le cas present, les cannelures ont une
section transversale triangulaire, mais on pourrait na-
turellement adopter un autre profil crénelé : trapézo~-
dal, rectangulaire, sinusoidal, ondulé, ou autre.
Les plaques 1, 2 et 3 sont par exemple en po-
lyurethane ou en un caoutchouc à base de chloroprène.
Les plaques externes 1 et 2 sont relativement
dures, de manière ~ presenter une r~sistance mecanique
satisfaisante ; leur dureté Shore sera de l'ordre de 50.
En revanche, la plaque intercalaire 3 sera souple et ré-
siliente et aura une dureté Sh~re de l'ordre de 25. Cet-
te plaque intercalaire se contractera sous l'effet des
; 25 vibrations de basse fréquence de façon relativement im-
portante, comme indique dans le Tableau ci-dessus. En
outre, elle subira un echauffement appréciable et, de
manière à pou~oir évacuer lateralement les caloxies vers
l'atmosphère, des particules lamellaires de mica seront
avantageusement incorporées dans le materiau constitutif
de cette plaque, comme explique ci-dessus.
La surface inférieure ou surrace extexne de la
plaque inférieure 2 sera plane, mais, pour e~iter tout
ripage du materiel supporte par la plaque supérieure 1
et toute oscillation des parties de celle-ci qui servi-
- 2Ql~
ront de point d'appui, sa surface supérieure comportera
des parties en saillie 7, en forme de pyramide tronquee
à base rectangulaire, dont la face superieure formera
surface d'appui pour le matériel supporte. Co~me repre-
05 senté sur le dessin, les parties en saillie 7 sont dis-
posees suivant des rangées parallèles aux cannelures de
la face inferieure de la plaque 1, alternativement dans
le prolongement les unes des autres, avec les grands cô-
tés de leur base disposés parallèlement aux cannelures,
et en parallèle, avec les grands c-ot8s de leur base dis-
posés perpendiculairement à ces cannelures. En variante,
la surface externe de la plaque inferieure 2 peut compor-
ter les parties 7 et celle de la plaque supérieure 1 être
lisse, ou bien les deux plaques 1, 2 peuvent comporter
des parties 7 en saillie.
On notera que les plaques constitutives de cet-
te structure antivibratoire peuvent atre aisément réali-
sees par moulage moyennant un coût minime.
L'invention apporte donc un moyen simple et peu
coûteux pour la realisation d'une structure d'amortisse-
ment des vibrations qui est efficace pour des vibrations
de basse frequence et qui e~ite tout deplacement nefaste
des machines qu'elle supporte.
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