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LU80296A1 - Structures amortissant des vibrations mecaniques - Google Patents

Structures amortissant des vibrations mecaniques Download PDF

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LU80296A1
LU80296A1 LU80296A LU80296A LU80296A1 LU 80296 A1 LU80296 A1 LU 80296A1 LU 80296 A LU80296 A LU 80296A LU 80296 A LU80296 A LU 80296A LU 80296 A1 LU80296 A1 LU 80296A1
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fibers
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visco
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A Wieme
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Bekaert Sa Nv
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    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
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Description

-3 02^6 GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG BL-2473/EM/vd
Brevet N°....................................... ......
2J segte^r.ôJL978 Monsieur le Ministre de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre delivre : ........................................ 5®'S
__Z&gÆ Service de la Propriété Industrielle
ïf J ,) LUXEMBOURG
H ά'Ί" a *s/ 0., fa Demande de Brevet d’invention
If'i oO
I. Requête
La soc.dite : K.V. BEKAERT S.A., Leo Eebaertstraat 1 , B - 8550 ËKEvEGEM j Belgique ........................ ’ ’.............
représentée par H. Ernest ίLEYERS, ing.cons.en propr.ind.
21 bd. Joseph II, LUXEMBOURG, 'agissant ëri™qüalitê de mandataire _ ΛΑρηΒΚ r„ vingt-huit septembre mil neuf cent soixante-dix -h 15°°........................................................................................................................................................................................................ .......' ‘ à................................heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant! ’ " Structures amortissant des vibrations mécaniques 4) > déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration,, queri’(çs) Jnventeuris) est (sont) :
Jlonaieur .- .icre wILi-SS, Hinnestraat 6, * ~ ^ Ç-T-.\-3|-î.Âi 7 h ccnrpr'ivrp 197Î 2. la délégation de pouvoir, datée de _.. ...tr.l ..'!b r............................ le .............................
3. la description en langue..................““..m. s....................... de l’invention en deux exemplaires ; 4............................ planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, ie vingt-six septembre mil neuf cwit ..-c<i;--a»vc«-dix-huit revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6) ........................................./..................................................... déposêe(s) en (7)........................L............................................................................................................
le .................................................................................................................................................................:...........................................................................................................(8) au nom de .............................................L......................................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................
.2.1 ...PO. ùQ&üpn II ^20) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l'objet décrit et représenté dans les annexes . , ô ''—il 11"* t susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance a ............ mois.
Le.........gianda taire...............................
* 1 : II. Procès-verbal de Dépôt
La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 23 .:3p;:R:mra 1978 OO ^‘ :-^'C.Pr. le Ministre à heures , \ '·· de l’Économie Nationale et 'des Classes Moyennes, JépJ ” / / V\ \ ¥d- f \ Λ; :/ f · \ / , '>"> i - ···.. ..î-v y ^ A 63007 v ........ . « / j flî TJoiTl. nrénnm firme crirocce f9\ c’il xr a lîr-n .•renrr-crhtp ntôT· · t » f ’ e--n ηποΐϊτή rfc. mi.nde*alra —_ fl\ #1«« -1 LR/cd/1 592 ·: BL-2473
BREVET D'INVENTION
STRUCTURES AMORTISSANT DES VIBRATIONS MECANIQUES
Soc.dite': N.V. BEKAERT S.A.
Leo Bekaertstraat 1 B - 8550 ZWEVEGE.M
::
La présente invention se rapporte à des structures stratifiées amortissant des vibrations mécaniques et sous forme de plaques» feuilles, lames, barres, tubes ou profilés.
Il est connu d'utiliser des matériaux composites (p.ex. des plastiques renforcées de fibres de verre) ou des structures stratifiées comme ressorts ou amortisseurs.
Il est un objet de l'invention de produire des structures stratifiées présentant un pouvoir d'absorption ou d'amortissement de vibrations mécaniques excédant largement le niveau d'amortissement connu dans les structures solides amortissantes conventionnelles. Selon l'invention on a trouvé que le pouvoir d'amortissement de vibrations dans des éléments rigides augmente de façon surprenante par la combinaison de ceux-ci avec au moins une couche comprenant une matière visco-élastique dans laquelle des fibres sont incorporée'
Les éléments rigides dans cette structure peuvent comprendre en général du métal, du bois, du verre, du béton, des céramiques ou des matières plastiques, éventuellement renforcées.
4$ r » ' 4 2.
La couche visco-élastique peut comprendre des matières élastomères et/ou des matières thermoplastiques souples. L'amortissement des vibrations mécaniques est due en partie à 1'auto-amortissement du matériau visco-élastique et en partie à la friction et à la déformation des fibres incorporées dans cette couche.
La couche visco-élastique aura de' préférence une bonne flexibilité et un pouvoir élevé d'amortissement dans une large gamme de températures, p.ex. de -40°C à +120°C. Elle présentera aussi une bonne adhérence -aux fibres incorporées. Or, l'incorporation de fibres avec une résistance élevée à la rupture (résistance à la traction 2000 N/mm^) et un module d'élasticité élevé 7»10^ N/mm^) \ augmentent la résistance mécanique et la rigidité de la structure.
Des fibres qui entrent donc en ligne de compte sont des fibres de verre, de carbone, de bore, de polyamides, de polyaramides, de polyester et/ou de métal. Des fibres de compositions différentes peuvent être incorporées. Elles peuvent se présenter sous forme de fibres courtes ou de filaments continus, soit dans un arrangement en faisceau, tel que p.ex. des fils, des torons, des cordes, des cables, soit sous forme de fibres séparés. En plus les fibres peuvent être incorporées (encastrées), dans la couche visco-élastiqu< sous forme tissée, tricotée, feutrée, à plusieures couches, d'une façon isotropique ou anisotropique etc. L'orientation des fibres dans la couche peut être unidirectionnelle de façon p.ex. qu'elles sont chargées alternativement en traction et en compression axiale avec la fréquence de la vibration, à amortir. Les fibres peuvent ause: être orientées de façon qu'au moins une partie de celles-ci est chargée cycliquement en torsion ou en cisaillement avec la fréquence dq4a vibration à amortir.
' À y* -r ! 5· « i
La structure stratifiée selon l'invention peut comprends soit une couche de matière rigide combinée avec une couche le matière visco-élastique, soit une multiplicité de couches rigides et visco-élastiques : p.ex. en structure sandwich ou à couches alternatives rigides et visco-élastiques. La couche rigide peut lire recouverte de la couche visco-élastique sur toute sa (ou ses) surfaces ou seulement sur une ‘partie de celle-ci. A la limite la coucî visco-élastique peut comprendre seulement un filament ou faisceau * de fibres recouvert (ou gainé) d'une couche plus ou moins excen trique de matière visco-élastique et présentant sur chaque :rté du fil une épaisseur minimale du même ordre de grandeur que relie du fil.
| Il a été remarqué en particulier qu'une couche de rarut- chouc, comprenant des fils métalliques (p.ex. des fils et cord( ou torons d'acier) et collée sur des plaques ou lames rigii-r. leun procure un pouvoir excellent d'absorption de vibrations.
| L'invention se rapporte en particulier à une strr r'are < \ stratifiée sous forme de plaque ou de lame et présentait un- ::achf j \ centrale rigide d'une résine thermodurcissable renforcée d= ...Irras 1 de verre et recouverte des deux côtés d'une couche de cratièr- slas- tomère dans laquelle des torons de fils d'acier sont er·.caser und ! directionnellement. S'il s'agit d'une lame, les fils d’acier ; rar j ] orientés dans le sens longivadinal de la lame. Cette svructrrr- fst | applicable comme ressort à lame unique et présente un r-ouvr.-· rrrr- i tissant bien plus élevé que celui des ressorts à lames à'ar. r -~z- j t 1 tuellement en vigueur· En plus ce ressort est beaucoup plus -rar , ’ que les ressorts conventionnels à lames d'acier· I i- /
-I
fi « il 4.
•m
On a trouvé qu'il est souvent souhaitable d'interposer une couche d'ancrage entre la matière rigide et la matière visco-élas-tique. Cette couche d'ancrage peut être p.ex. un tissu de verre qui est encastrée avec une de ses faces dans la matière élastomère et avec l'autre face dans la résine de la couche rigide lors de fabrication du stratifié.
Un exemple d'exécution de l'invention est décrit maintenant à titre illustratif et à la lumière des dessins annexés. Sa performance d'amortissement est comparé à celle d'une structure convention* nelle d'amortissement.
•
La figure 1 montre une structure stratifiée (en sandwich) sous forme de lame selon l'inventif...
La figure 2 représente un diagramme d'amortissement de vibrations mécaniques d'une structure composite amortissante connue.
La figure 3 est un diagramme analogue d'une structure stratifiée selon l'invention et ayant les mêmes dimensions.
La structure stratifiée sous forme de lame représentée à la figure 1 comprend une couche centrale (l) de matière rigide (p.ex, une résine époxyde renforcée axialement de fibres de verre)# Cette couche (l) est recouverte sur les deux faces d'une couche d'ancrage (2) qui peut être un tissu de fibres de verre dans lequel les filB de chaîne et les fils de trame forment un angle d'environ 45e par rapport à l'axe longitudinal de la lame. En effet cette couche d’ancrage (2) fait partie des couches visco-élastiques (3)· Les fibres (4) -p.ex. de3 cordes d'acier- incorporées dans les couches (3) peuvent également être orientées dans le sens longitv-, dinal de la lame.
i / 5.
Les diagrammes d'amortissement des vibrations Belon le figures 2 et 3 étaient enregistrés au moyen d'un oscilloscope et montrent en abscis le temps d'amortissement et en ordinat l'anpl; tude a des vibrations. Les structures stratifiées sous forme de lame avaient les mêmes dimensions et elles furent soumises à des tests de flexion dans lesquels une extrémité des lames était fix dans un vis de serrage tandis qu'à 1'autre^extrémité, située à 2C
du point de serrage, une énergie de flexion de 143 5.mm fut axpl.----- " quée perpendiculairement au faces de stratification. La largeur c lames était de 20 mm et leur épaisseur était 8 mm.
I · La lame testée fournissant le diagramme ê= la figure 2 comprenait une couche d'âme (1) composée d'une résine époxyde rer.
; forcée de fibres de verre et présentant une densité de 1,64 g. -zS
un module de Young de 20.800 N/mm et une épaisseur de 5 es· lis ' deux couches visco-élastiques (3) de recouvrement iraient des rut \ de caoutchouc vulcanisé d'une épaisseur de 1,5 mm. l'interval la î | temps enregistré nécessaire à amortir la vibration était d'ex~ix j 4,11 sec.
i i j Le diagramme de la figure 3 a. trait à une structure ïal J l'invention. La structure avait -ne couche centrale ,1) de la ram·: j \ composition et de la même épaisseur (5 mm) que celli de la firxre
Cependant cette couche centrale était recouverte dei deux côtéj de rubans de caoutchouc (3) d'une épaisseur de 1,5 mm -z comprena:; J une série de torons d'acier conventionnels (4) d'uni construct.-'ü j 0,30 mm + 6 x 0,25 mm (filament d'âme d'acier à harr a teneur .3 j carbone d'un diamètre de 0,30 mm entourés par torerra de 6 fi;_- | * ments similaires d'un diamètre de 0,25 mm). Les tornrs étaient j orientés dans le sens longitudinal de la lame et avrX une dens.
I , de 20 torons par cm de largeur du ruban. Comme illustré à la î-~~' \ , le temps d'interval d’amortissement de la vibraticr ist exirimez.:· ί · jcourt t 0,275 sec.
6.
é L'invention comprend aussi les applications des structurée stratifiées à pouvoir élevé d'amortissement tel que des poutrelles pour ponts, des ressorts à lames pour véhicules, des amortisseurs de tout genre, des barres de torsion etc.
f-.....— « ψ·

Claims (5)

1. Structure stratifiée amortissant des vibrations mécaniques caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche de matière rigide combiné avec au moins une couche de matière visco-élastique dans laquelle des fibres sont incorporées.
2. Structure stratifiée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière visco-élaotique est une matière élastomère.
5. Structure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que dans la matière visco-élastique au moihs une corde de fils d'acier est encastrée. * 4· Structure selon la revendication 3» caractérisée en ce que la couche rigide est en matière plastique renforcée.
5. Structure selon la revendication 4» caractérisée en ce qu'elle | comprend une couche d'ancrage entre la couche visco-élastique et la couche rigide.
6. Structure elon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est sous forme de ressort à lame(s)# i ! ^ ___ ; / i i « | \ · ___________________ - i * î i i i » % «
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