Brevet FR2563878A1 — publié le 19851108

Articulation élastique à débattement radial limité, notamment pour attache de roue tirée La présente invention concerne une articulation élastique à débattement radial limité, notamment pour attache de roue tirée,du type comprenant deux manchons cylindriques dont l'un entoure l'autre et entre lesquels est adhérisé un bloc d'une matière élastique. Il pourra s'agir en particulier d'une articulation destinée à une suspension de véhicule automobile, cette articu- lation, comme connu, étant interposée entre la caisse du véhicule et une extrémité d'un bras oscillant dont l'autre extrémité porte la roue. De telles articulations sont utilisées couramment car, pour des problèmes de guidage de train et de tenue de route, on a souvent besoin de limiter les débattements du train en question, dans le sens longitudinal du vé- hicule, vers l'avant ou vers l'arrière. Cela implique une certaine raideur dudit bloc de matière élastique, au moins à partir d'une certaine amplitude de la déflexion. Toutefois, les débattements assez importants de la suspension nécessitent d'autre part une épaisseur de matière élastique (élastomère)suffisante pour éviter l'apparition de contraintes de cisaillement de torsion trop élevées et pouvant alors affecter la tenue en endurance du bloc de matière élastique, ou l'appari- tion de couples de rappel perturbateurs de la suspension trop importants. Le problème se présente donc de satisfaire à la nécessité d'établir, dans une seule et même pièce, un certain compromis entre ces différents paramètres, apparemment en contradiction. Le but de la présente invention est de résoudre ce problème. Ce but est en particulier de limiter énergiquement les débattements de l'articulation, par des mesures af- fectant seulement la structure du bloc de matière élas- tique, en faisant en sorte que sa section travaillante normale augmente rapidement dès que les déflexions nor- males d'utilisation sont dépassées, et ceci pour obtenir un guidage de train susceptible d'assurer une bonne tenue de route en toutes circonstances (par exemple en virage), et pour éviter une déflexion trop importante sous charge verticale exceptionnelle (par exemple lors du passage de la roue dans un nid-de-poule). A cet effet, une articulation du type défini plus haut sera, conformément à la présente invention, princi- palement caractérisée en ce que dans ledit bloc de ma- tière élastique est ménagée latéralement au moins une gorge. Eventuellement, pourront être prévues deux gorges, à savoir une à chaque extrémité dudit bloc. En fonctionnement normal, la section du bloc de matière élastique travaillant en déflexion radiale, de même qu'en torsion, est celle qui s'étend essentielle- ment centralement; on verra plus bas quelle forme particulière il sera avantageux de donner à cette section. Par contre, en cas d'effort radial exceptionnel (tirage en longitudinal ou vertical en débattement de suspension), la ou les gorges se ferment, et la section travaillante du bloc de matière élastique devient prati- quement égale à la totalité de la section s'étendant entre les deux manchons, ce qui empêche alors énergiquement que la déflexion dépasse un certain seuil, fixé par avance. Ceci sera mieux vu dans ce qui suit, à la lecture d'un exemple de réalisation d'une articulation conforme à l'invention, donné ci-dessous à titre nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'une articulation élastique de la technique antérieure; - la figure 2 est une vue analogue d'une arti- culation élastique conforme à la présente inven- tion; et - les figures 3 et 4 montrent deux solutions diffé- rentes pour l'obturation des deux gorges périphé- riques. A la figure 1, on a référencé en 1 le manchon cy- lindrique extérieur de l'articulation connue, et en 2 le manchon élastique intérieur, coaxial au précédent. Entre les deux est adhérisé un bloc de matière élastique, par exemple en élastomère, lequel est référencé en 3. On voit sur la figure que l'essentiel de la section comprise entre les deux manchons est trapézoïdale, ceci pour l'obtention d'une répartition uniforme des con- traintes de torsion dans les différentes sections de l'élastomère. Ainsi, plus une section périphérique de l'élastomère est éloignée de l'axe 4 de l'articulation, plus elle est longue en périphérie, et plus, par consé- quent, sa largeur doit être réduite, pour que toutes les sections périphériques cylindriques aient la même surface, et subissent ainsi les mêmes contraintes de torsion. C'est ce qui impose la forme trapézoïdale susmentionnée et qui peut se traduire par la formule S = 0 w L = cte, L étant la largeur d'une section périphérique cylindrique quelconque de l'élastomère, 0 étant son diamètre, et S sa surface. Avec une telle articulation de la technique antérieure, les déformations élastiques du bloc 3 varient essentiellement de façon linéaire en fonction de la charge, et si aucune mesure spéciale n'est prise, il peut se produire un choc métal-métal et un bruit dé- sagréable en cas de charge ponctuellement très impor- tante, par exemple lors du passage sur un nid-de-poule ou autre irrégularité de la chaussée. Ces inconvénients peuvent être évités très simplement, et sans adjonction de butée supplémentaire, ce qui serait coateux au montage, par une disposition, illustrée à la figure 2 et qui, selon l'invention, n'affecte que la structure du bloc 3. Dans les extrémités de ce bloc, référencé en 3' sur la figure 2, et qui ici a une forme globale extérieure cylindrique, sont ménagées à cet effet deux gorges 5, symétriques l'une de l'autre par rapport au plan trans- versal médian des manchons, ici référencés 1' et 2', leur axe commun étant référencé 4'. Il s'agit de préférence de gorges périphériques, mais il n'est pas à exclure qu'elles n'occupent que des arcs de cercle sur cette périphérie des extrémités du bloc élastique 3'. Lesdites gorges 5 comprennent de préférence chacune une partie de fond 5' de forme allongée globalement en direction radiale, et qui se poursuit latéralement par un dégagement 5" débouchant à l'extérieur, et ayant en direction radiale une dimension moindre que celle de ladite partie de fond 5'. La raison de cet allongement des parties de fond 5' en direction radiale réside dans le fait qu'en torsion du bloc 3', la section travaillante ne s'étend pas au-delà des gorges 5; cette section est délimitée par le trapèze a"b"c"d" (pour que ces points soient mieux visibles sur la figure 2, on n'a pas représenté l'élastomère cons- tituant le bloc 3'). Cette disposition permet donc de donner une extension radiale suffisante au bloc 3', comme cela est nécessaire, conformément à ce qui a été indiqué plus haut, pour éviter des contraintes de cisaillement en torsion trop élevées. Quant aux dégagements 5", ils ont pour objet de séparer au mieux les deux zones d'utilisation du bloc, leur hauteur devant par ailleurs être compatible avec l'élastomère utilisé, pour permettre le démoulage du bloc. Selon une disposition complémentaire de l'invention, également visible à la figure 2, on a préservé la forme essentiellement trapézoïdale de la section travaillante en torsion a"b"c"d", en prévoyant que lesdites parties ' de fond des gorges 5, allongées globalement en direc- tion radiale, sont inclinées, symétriquement l'une de l'autre par rapport au plan transversal médian des man- chons 1', 2', délimitant ainsi les deux côtés latéraux de ladite section trapézoïdale a"b"c"d". Pour ce qui est des déformations radiales, la section intéressée est également trapézoïdale et est délimitée par les points a b c d. Une telle articulation, on le voit, peut fonctionner essentiellement comme celle de la figure 1, dans les conditions normales d'utilisation: en particulier, elle assure une répartition uniforme des contraintes de torsion dans les différentes sections de l'élastomère, et elle permet d'obtenir aussi un couple de rappel de torsion faible, la section intéressée pouvant rester relativement faible, tout en restant compatible avec la charge statique du véhicule. Par contre, l'articulation de la figure 2 présente l'avantage supplémentaire de constituer une butée ex- trêmement efficace, empêchant des débattements excessifs du bras oscillant de la suspension. En effet, lorsque l'écrasement du bloc 3' arrive à une valeur telle que les dégagements 5" des gorges 5 se ferment complètement, la section de l'élastomère intéressée passe brusquement de la section trapézoïdale susmentionnée, à la quasi- totalité de la section du bloc, délimitée par les points a'b'c'd'. La raideur du bloc augmente alors brutalement, et empêche le bras oscillant de dépasser le dêbattement limite ainsi fixé. En cas de besoin, on peut prévoir en outre des moyens obturateurs bouchant lesdites gorges sans empêcher leur déformation. Comme représenté à la figure 3, ces moyens peuvent être constitués par un déflecteur d'étanchéité souple 6 placé devant l'entrée desdites gorges 5, ou, comme représenté à la figure 4, par un bouchon de remplissage souple 7, emplissant lesdites gorges, et pouvant être cons- titué par exemple en un élastomère alvéolaire. Ces moyens empêchent efficacement que de la boue, du sable ou autres impuretés ne pénètrent dans les gorges 5 des blocs élastiques. REVENDICATIONS 1.- Articulation élastique à débattement radial limité, notamment pour attache de roue tirée, du type comprenant deux manchons cylindriques dont l'un entoure l'autre et entre lesquels est adhérisé un bloc d'une matière élastique, caractérisée en ce que dans ledit bloc (3') de matière élastique est ménagée latéralement au moins une gorge (5). 2.- Articulation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que dans ledit bloc (3') de matière élas- tique sont ménagées latéralement deux gorges (5), une à chaque extrémité du bloc. 3.- Articulation selon la revendication 2, carac- térisée en ce que lesdites gorges (5) sont essentiellement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan trans- versal médian des manchons (1', 2'). 4.- Articulation selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la ou lesdites gorges (5) s'étendent latéralement en bout, selon toute la périphérie dudit bloc de matière élastique (3'). 5.- Articulation selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que chaque gorge (5) comprend une partie de fond (5') de forme allon- gée globalement en direction radiale, et qui se poursuit latéralement par un dégagement (5") débouchant à l'exté- rieur, et ayant en direction radiale une dimension moindre que celle de ladite partie de fond (5'). 6.- Articulation selon l'une quelconque des re- vendications 3 à 5, dans laquelle la section travaillante normale en torsion, dudit bloc de matière élastique, est essentiellement trapézo!dale, caractérisée en ce que lesdites parties (5') du fond des gorges (5), allongées globalement en direction radiale, sont inclinées, sy- métriquement l'une de l'autre par rapport au plan transver- sal médian des manchons (1', 2'), délimitant ainsi les deux côtés latéraux de ladite section trapézoïdale (a"b"c"d"). 7.- Articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens obturateurs bouchant lesdites gorges sans empêcher leur déformation. 8.- Articulation selon la revendication 7, carac- térisée en ce que lesdits moyens obturateurs sont cons- titués par un déflecteur d'étanchéité souple (6) placé devant l'entrée desdites gorges (5). 9.- Articulation selon la revendication 7, carac- térisée en ce que lesdits moyens obturateurs sont cons- titués par un bouchon de remplissage souple (7), emplis- sant lesdites gorges.