Brevet FR2628493A1 — publié le 19890915

La présente invention a pour objet une articulation élastique du type comportant une armature e.xterne cylindrique et une armature interne cylindri- que coaxiale reliées entre elles par un bloc en maté- riau élastomère et susceptibles de se déplacer l'une par rapport à l'autre. Un tel type d'articulation élastique est notamment utilisé pour le montage d'un train roulant, tel que l'essieu arrière d'un véhicule automobile par rapport à la caisse de ce dernier. Dans ce dernier type de montage il est cou- rant d'utiliser deux articulations élastiques situées symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudi- nal du véhicule automobile. L'articulation élastique ne doit pas posséder la même raideur élastique selon toutes les directions. Afin d'obtenir un bon filtrage des vibrations transmises par le train roulant à la caisse du véhicule, il est nécessaire que l'articu- lation présente la raideur la plus faible possible dans le sens longitudinal. La raideur dans le sens vertical doit être compatible avec la charge de la caisse du véhicule que supporte l'articulation. Par contre la raideur la plus grande possible est nécessaire dans la direction transversale afin d'assurer le guidage transversal du train roulant par rapport à la caisse du véhicule. La présente invention a pour but de proposer une articulation élastique possédant un rapport de raideur transversale sur raideur verticale qui soit très élevé et notamment supérieur à 20. Conformément à l'invention ce but est atteint au moyen d'une articulation élastique carac- térisée en ce qu'elle comporte au moins une chambre étanche déformable remplie d'un liquide et agencée entre deux portions de chacune des deux armatures de manière à augmenter la raideur élastique de l'articu- lation selon une direction de déplacement relative des armatures sensiblement perpendiculaire à un plan axial de l'articulation et au moins dans le sens correspon- dant au rapprochement de ces portions. Grace à cette caractéristique, une articula- tion élastique agencée sur la caisse du véhicule, de manière à ce que ladite direction de déplacement relatif soit la direction transversale du véhicule, permet d'accroitre très fortement la raideur élastique de l'articulation dans cette direction du fait de ] 'incompressibilité du liquide contenu dans la chambre étanche qui s'oppose au 'rapprochement des deux portions d'armatures. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - la chambre est constituée par une cavité formée dans le bloc en matériau élastomère, délimitée radialement par les deux faces en vis à vis des por- tions d'armatures et latéralement par le matériau élastomère; - la cavité est également délimitée radia- lement par une paroi d extrémité, venue de matière avec le bloc, et adhérisée sur la face en vis à vis d'une des portions d'armatures - la cavité est une cavité sensiblement parallélipédique dont les parois latérales définissent un contour rectangulaire et s'étendent dans des plans perpendiculaires au dit plan axial; - le bloc en matériau élastomère est fixé par adhérisation à l'armature cylindrique interne; l'articulation comporte une armature cylindrique de renfort dont la surface extérieure est complémentaire de la surface intérieure de l'armature cylindrique externe et sur la surface intérieure de laquelle est adhérisé le bloc en matériau élastomère, et en ce que l'armature de renfort comporte un trou entourant latéralement ladite cavité; - le bloc en matériau élastomère muni de son armature de renfort est monté comprimé radialement dans l'armature cylindrique externe, et l'étanchéité d- la cavité est assurée par un bourrelet périphérique interne venu de matière avec les parois latérales de la cavité au voisinage de la portion de l'armature ex- terne et qui est monté serré entre cette dernière et Je bord périphérique du trou de l'armature de renfort; - le bloc en matériau élastomère s'étend axialement sensiblement sur toute la longueur de l'articulation, et la cavité est formée au milieu de ladite longueur; - le bloc en matériau élastomère comporte deux évidements périphériques axiaux débouchant agencés symétriquement de part et d'autre de l'axe de l'articulation de manière à permettre un déplacement relatif des deux armatures dans ledit plan axial; - l'articulation comporte une seconde chambre étanche déformable remplie d'un liquide qui est agencée entre deux autres portions de chacune des deux armatures qui sont symétriques desdites deux portions d'armatures par rapport audit plan axial de. manière à augmenter la raideur élastique de l'articu- lation dans ladite direction de déplacement relatif et dans les deux sens de déplacement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la descrip- tion détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale schémati- que illustrant le principe général de montage d'un train arrière par rapport à la caisse d'un véhicule automobile; - la figure 2 est une vue selon la flèche A de la figure 1; - la figure 3 est une vue montrant l'agence- ment géométrique d'une articulation élastique en vue du montage du train arrière représenté aux figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 5, d'une articulation élastique réalisée conformément aux enseignements de l'inven- tion; - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4; et - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 4. On a représenté aux figures 1 et 2 un train roulant arrière de véhicule automobile comportant notamment des roues 12 reliées à une poutre centrale 14 par des bras latéraux 16. La poutre 14 est reliée à la-caisse 18 par une traverse de train arrière 20 avec interposition de deux articulations élastiques 22 et de deux liaisons élastiques 24. Chaque articulation élastique 22 est soumise à des efforts selon trois directions principales, c'est-à-dire selon la direction verticale V, la direction longitudinale L et la direction transversale T. Les efforts appliqués selon la direction transversale T correspondent à un déplacement relatif du train roulant 10 par rapport à la caisse 18 du véhicule selon une direction sensiblement parallèle à la direction T. ce déplacement pouvant s'effectuer selon deux sens opposés T1 et T2. L'articulation élastique 22. comme on peut Je constater à la figure 3, présente une forme géné- rale cylindrique circulaire et elle est agencée de manière que son axe longitudinal X-X soit perpendi- culaire à la direction longitudinale L du véhicule. L'articulation élastique 22 représentée aux figures 4 à 6 comprend une armature cylindrique circu- laire externe 32 réalisée en t6le et une armature cylindrique interne 34 de section oblongue ou cylin- drique et coaxiale, suivant l'axe X-X, à l'armature cylindrique externe 32. L'armature interne 34 qui peut être métalli- que ou réalisée en matière plastique, comporte un alésage interne 36 en permettant le montage, par exemple sur une traverse 26 de la figure 3, au moyen d'une tige axiale de liaison 30. L'articulat'ion élastique 22 comporte égale- ment un bloc en matériau élastomère 38 qui relie entre elles les deux armatures cylindriques 32 et 34. Le bloc en matériau élastomère 38 s'étend sensiblement sur toute la longueur de l'articulation et est fixé par adhérisation à la surface extérieure de l'armature interne 34 qu'il entoure sur toute sa surface. L'articulation élastique 22 comporte une armature cylindrique de renfort 42. La surface extérieure 44 de l'armature de renfort 42 est complémentaire de la surface intérieure 46 de l'armature cylindrique externe 32. La surface intérieure 48 de l'armature de renfort 42 est fixée par adhérisation sur la surface périphérique externe du bloc en matériau élastomère 38. Le bloc en matériau élastomère 38 muni de son armature cylindrique externe de renfort 32 est monté comprimé à l'intérieur de l'armature cylindrique externe 32. Conformément à l'invention le bloc en maté- riau élastomère 38 est pourvu de deux cavités étanches déformables 52 et 54 remplies d'un liquide qui sont identiques et agencées symétriquement par rapport à un plan axial P passant par l'axe X-X de l'articulation élastique 22. Les deux chambres 52 et 54 étant identiques on décrira maintenant en détail la chambre 52. La chambre 52 est délimitée radialement, vers l'intérieur par une portion cylindrique 56 de J'armature interne 34, et vers l'extérieur par une portion cylindrique en vis a vis 58 de l'armature- cylindrique externe 32. La chambre 52 est une cavité parallélépipé- dique formée dans le bloc 38 délimitée latéralement par le bloc en matériau en élastomère de façon que ses deux paires de parois latérales 60-62, et 64-66 res- pectivement définissent un contour de cavité rectangu- laire et s étendent dans des plans sensiblement per- pendiculaires à un plan axial P. L'étanchéité de la chambre 52 est assurée radialement vers l'intérieur par rapport à l'armature cylindrique interne 32 par une paroi d'extrémité mince 68, venue de matière avec le bloc en matériau élasto- mère 38, et adhérisée sur la surface périphérique extérieure 40 de la portion d'armature 56. La cavité 52 s'étend radialement jusqu'à la portion cylindrique d'armature externe 58 grâce à un trou correspondant 70, de contour rectangulaire, formé dans l'armature de renfort 42. L'étanchéité radiale extérieure de la cavité 52 est assurée au moyen d un bourrelet périphérique interne 72 venu de matière avec les parois latérales 60-66 de la cavité au voisinage de la portion 58 de l'armature externe 32 et qui est monté serré entre cette dernière et le bord périphérique du trou 70. Lorsque l'articulation élastique 22 repré- sentée aux figures 4 à 6 est utilisée pour le montage d'un train roulant de véhicule automobile, elle doit être disposée, comme cela est indiqué aux figures, de manière à ce que la direction transversale T du véhicule soit perpendiculaire au plan axial P de l'articulation. Selon cet agencement on comprend aisément que la raideur élastique de l'articulation élastique suivant la direction T est très fortement augmentée du fait de l'incompressibilité du liquide contenu dans les chambres 52 et 54 qui s'oppose au déplacement relatif de l'armature interne 34 par rapport à l'arma- ture cylindrique externe 32 selon une direction per- pendiculaire au plan axial P et ceci de manière symétrique dans les deux sens de déplacement T1 et T2. Au contraire, lorsque l'armature interne 34 est sollicitée longitudinalement, c'est-à-dire parallèlement à la direction L, par rapport à l'armature cylindrique externe 32, les chambres 52 et 54 n'ont aucun effet amplificateur de la raideur élastique, leurs parois latérales respectives tra- vaillant alors au "cisaillement". Afin d'éviter que le bloc en matériau élastomère 38 et son armature de renfort 42 ne bougent axialement par rapport à J'armature cylindrique externe 32, cette dernière comporte, à une de ses extrémités un bord radial replié par emboutissage 74. Conformément à l'invention le bloc en maté- riau élastomère 38 comporte également deux évidements périphériques axiaux débouchants 76 et 78 agencés symétriquement *de part et d'autre de l'axe X-X de ] '.articulation 22 de manière à permettre un déplace- ment relatif des deux armatures 32 et 34 dans le plan axial P c'est-àdire parallèlement à la direction verticale V. Comme on peut le constater à la figure 5, chaque évidement axial 76, 78 possède un profil interne en creux, c'est-à-dire que le bloc en matériau élastomère possède deux bossages sphériques convexes symétriques 80, et 82 respectivement, qui limitent les débattements de l'armature cylindrique interne 34 dans le plan axial P par rapport à l'armature cylindrique externe 32. La réalisation d'une articulation élastique 22, afin d'assurer un parfait remplissage des chambres 52 et 54 par un liquide incompressible tel que de l'eau additionnée d'anti-gel, doit.étre effectuée en immersion dans un bain de ce liquide. Le montage de l'articulation élastique 22 dans le boîtier 28 est effectué de manière à ce que son armature cylindrique externe 32 soit montée serrée dans l'alésage 30 et ceci de façon à ce que son plan axial P demeure toujours dans un plan sensiblement parallèle.à la direction verticale V du véhicule. REVENDICATIONS 1. Articulation élastique (22) du type comportant une armature externe cylindrique (32) et une armature interne (34) coaxiale reliées entre elles par un bloc en matériau élastomère (38) et suscepti- bles de se déplacer l'une par rapport à.l'autre, caractérisée en ce qu'elle comporte *au moins une chambre (52, 54) étanche déformable remplie d'un liquide et agencée entre deux portions (56, 58) de chacune des deux armatures (34, 32) de manière à augmenter la raideur élastique de l'articulation selon une direction (T) de déplacement relatif des armatures (32, 34) sensiblement perpendiculaire à un plan axial (P) de l'articulation et au moins dans le sens corres- pondant au rapprochement de ces portions (56, 58). 2. Articulation élastique selon la revendi- cation 1 caractérisée en ce que la chambre (52) est constituée par une cavité formée dans le bloc en matériau élastomère (38). délimitée radialement par les deux faces en vis-a-vis des portions d'armatures (56, 58) et latéralement par le matériau élastomère. 3. Articulation élastique selon la revendi- cation 2 caractérisée en ce que la cavité (52) est également délimitée radialement par une paroi d'extrémité (68), venue de matière avec le bloc (38), et adhérisée sur la face en vis-à-vis (40) d'une (56) des portions d'armatures. 4. Articulation élastique selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la cavité (52) est une cavité sensiblement parallélipé- dique dont les parois latérales (60-66) définissent un contour rectangulaire et s'étendent dans des plans perpendiculaires audit plan axial (P). 5. Articulation élastique selon l'une quel.- conque des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc en matériau élastomère (38) est fixé par adhérisation à l'armature cylindrique interne (34). 6. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte une armature cylindrique de renfort (42) dont la surface extérieure (44) est complémentai- re de la surface intérieure (46) de l'armature cylin- 10. drique externe (32) et sur la surface intérieure (48) de laquelle est adhérisé le bloc en matériau élastomè- re (38), et en ce que l'armature de renfort (42) comporte un trou (70) entourant latéralement la cavité (52). 7. Articulation élastique selon la revendi- cation 6 caractérisée en ce que le bloc en matériau élastomère (38) muni de son armature de-renfort (42) est monté comprimé radialement dans l'armature cylin- drique externe (32), et en ce que l'étanchéité de la cavité (52) est assurée par un bourrelet périphérique interne (72) venu de matière avec les parois latérales (60-66) de la cavité (52) au voisinage de la portion (58) de l'armature externe (32) et qui est montée serrée entre cette dernière et le bord périphérique du trou (70) de l'armature de renfort. 8. Articulation élastique selon l'une quel- conque des revendications 2 à 7 caractérisée en ce que Je bloc en matériau élastomère (38) s'étend axialement sur toute la longueur de l'articulation, et en ce que la cavité (52) est formée au milieu de ladite lon- gueur. 9. Articulation élastique selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc en matériau élastomère (38) comporte 1 1 deux évidements périphériques axiaux débouchants (76, 78) agencés symétriquement de part et d'autre de l'axe (X-X) de l'articulation de manière à permettre un déplacement relatif des deux armatures (32, 34) dans ledit plan axial (P). 10. Articulation élastique selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisée en ce qu elle comporte une seconde chambre (54) étanche déformable remplie d'un liquide et agencée entre deux autres portions de chacune des deux armatures (32, 34) qui sont symétriques desdites deux portions d'armatu- res (56, 58) par rapport audit plan axial (P) de manière à augmenter la raideur élastique de l'articu- Jation dans ladite direction (T) de déplacement relatif et dans les deux sens de déplacement.