Brevet FR2634425A1 — publié le 19900126

DlsDositif supérieur de liaison articulée entre un ensemble ressort- amortisseur et le châssis d'un véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif supérieur de liaison articulée entre un ensemble ressort-amortisseur et le chassis d'un véhicule auto- mobile. Il s'agit d'un dispositif destiné en particulier aux trains de roues directrices, et du type à deux éta- ges, à savoir un étage à faibles rigidités dit "fil- trant" et un étage à fortes rigidités permettant de limiter les débattements. L'un des buts de la présente invention est d'obtenir pour les petits déplacements autour du point d'articulation une faible rigidité axiale dans les deux directions (compression ou extension de l'ensemble ressortamortisseur), et une faible rigidité radiale; et, pour les déplacements importants (au-delà d'un seuil prédéterminé), une forte rigidité axiale également dans les deux directions, ainsi qu'une forte rigidité ra- diale. Pour les déplacements en conique au-delà d'un seuil également prédéterminé, la rigidité devra être forte dans une direction et faible dans la direction perpendiculaire à la précédente, et ceci même pour les grands débattements angulaires de l'amortisseur. En principe, la forte rigidité en conique devra être obte- nue dans la direction transversale du véhicule et la faible rigidité par conséquent dans la direction longi- tudinale de celui-ci. Ainsi on voit que l'invention concerne un dis- positif de liaison articulée ayant pour but d'intégrer plusieurs fonctions assez diverses dans un même organe. Il conviendra en outre d'obtenir un bon décou- plage entre les faibles rigidités autour du point d'ar- ticulation et les fortes rigidités pour les grands dé- battements. Selon la présente invention, ces fonctions, ainsi que d'autres qui seront vues par la suite, sont obtenues par un dispositif du type décrit plus haut et caractérisé en ce qu'il comporte: - une armature intérieure centrale pourvue d'un moyen d'assujettissement de l'extrémité supérieure de l'amortisseur et ceinturée par une rotule; - une armature extérieure portant à sa face inférieure un garnissage d'appui du ressort de suspen- sion et fermée vers le haut par un capot; - une bague de faible rigidité, assujettie entre la partie inférieure de ladite rotule et un appui annu- laire solidaire de ladite armature extérieure; et - une ceinture à forte rigidité, dont la surface périphérique extérieure s'étend à faible distance de la surface périphérique interne dudit capot, cette ceinture portant deux surfaces de butée axiale, l'une propre à venir en appui sur le fond dudit capot, l'autre sur un rebord périphérique dudit appui annulaire.. Grâce à ces dispositions, on comprend que les faibles rigidités dans les directions indiquées plus haut seront obtenues grâce à la bague de faible rigidité qui est fixée entre la partie inférieure de la rotule et l'appui annulaire solidaire de l'armature extérieure. Au-delà d'un certain seuil fixé pour les débat- tements axiaux dans les deux directions par ailleurs, la forte rigidité sera assurée par les deux surfaces de butée axiale, la forte rigidité en compression étant assurée à partir du moment o la surface supérieure de la ceinture viendra buter contre le fond du capot, et la * forte rigidité dans la direction d'extension ou de re- bond étant assurée au-delà d'un débattement prédéterminé à partir du moment o la surface inférieure de ladite ceinture viendra buter contre le rebord périphérique de l'appui annulaire qui est solidaire de l'armature ex- térieure. D'autres avantages et fonctions de la présente invention, notamment l'obtention d'une forte rigidité conique dans une direction, audelà d'un débattement prédéterminé, et d'une faible rigidité conique dans la direction perpendiculaire à la précédente, même pour les grands débattements, apparaîtront mieux à la lecture de l'exemple de réalisation qui va maintenant être décrit avec référence aux figures du dessin annexé dans le- quel: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif supérieur de liaison articulée conforme à l'invention, selon une direction transversale à l'axe du véhicule, le ressort et l'amortisseur n'étant pas repré- sentés; - la figure 2 est une double vue partielle de la partie supérieure du dispositif, en coupes axiales selon deux plans perpendiculaires définis par les lignes A-A de la figure 3; - la figure 3 est une vue de dessus de la partie supérieure représentée à la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupes axiale et transversale plus schématique du dispositif des figures précédentes, la moitié droite de la figure représentant une mise en butée axiale au rebond (en extension) et la partie gauche représentant une mise en butée axiale au choc (en compression);. - la figure 5 est une vue plus schématique ana- logue à celle de la figure 4 et montrant un déplacement radial vers la gauche, amenant la périphérie de la cein- ture à forte rigidité en appui sur la surface périphé- rique interne du capot; et - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale schématique du dispositif conforme & l'invention, mon- trant la conservation de la faible rigidité conique pour de forts déplacements angulaires selon un plan longitu- dinal. Sur les différentes figures, on a référencé en 1 et 2 deux coupelles opposées, solidarisées par leurs fonds grâce à une pièce de liaison 3 et constituant en- semble ce que l'on a appelé plus haut l'armature inté- rieure centrale, ladite pièce de liaison 3 constituant également le moyen d'assujettissement de l'extrémité supérieure de l'amortisseur (non représenté). L'armature intérieure centrale 1,r 2, 3 ainsi constituée est cein- turée par une rotule 4, laquelle peut être réalisée en alliage léger ou en matière plastique, tandis que les coupelles 1 et 2 constituant l'armature centrale peuvent être réalisées en tôle d'acier. Conformément à une disposition importante de l'invention, le moyen d'assujettissement 3 est situé à un niveau inférieur à celui du centre de rotation de la rotule précitée 4. La position de ce centre, qui est celui (théorique) autour duquel s'articule en réalité l'amortisseur, permet de conférer à celui-ci une longueur fictive plus grande que sa longueur réelle, ce qui a pour effet d'améliorer la cinématique du train de roulement. Le dispositif comporte par ailleurs, comme indi- qué plus haut, une armature extérieure référencée en.5, qui peut être réalisée également en tôle d'acier, qui est en forme de coupelle ouverte vers le bas et qui comporte intérieurement un garnissage 6 en caoutchouc ou en matière élastomère pour l'appui du ressort de suspen- sion (également non représenté). La surface d'appui de ce ressort est référencée en 7. Cette armature extérieu- re 5 est complétée vers le haut et fermée par un capot 8, également en tôle d'acier ou éventuellement en ma- tière plastique rigide, et solidarisé par son bord ex- térieur 9 à l'armature extérieure 5, par exemple par soudage de ce bord au fond d'une gorge 10 périphérique que comporte cette dernière armature. Une bague à faible rigidité 11, qui peut être également en élastomère et qui peut comporter une gorge périphérique 12, est adhérisée entre la partie infé- rieure de la rotule 4 et un appui annulaire 13 solidaire de l'armature extérieure 5. Comme on le voit sur les dessins, cet appui annulaire 13 est constitué par un puits cylindrique constituant une ouverture centrale de l'armature 5. On conçoit que c'est la présence à cet emplacement de la bague 11 à faible rigidité qui permet- tra, dans des limites de débattements bien déterminées, la liaison articulée à faible rigidité entre l'ensemble ressort-amortisseur et le châssis du véhicule, dont sera solidarisée l'armature extérieure 5. Cette bague 11 fait également office de joint d'étanchéité en protégeant la partie supérieure à forte rigidité du dispositif contre toute pollution pouvant provenir du train de roulement et qui pourrait conduire à une réduction du jeu fonctionnel. Pour assurer la forte rigidité de cette liaison articulée et les mises en butée lorsque les débattements à faible rigidité seront dépassés, le dispositif compor- te par ailleurs essentiellement une ceinture à forte rigidité 14 en caoutchouc (voir par exemple les figures 2 et 3), dont la surface périphérique extérieure 15 s'étend à faible distance de la surface périphérique interne 16 du capot 8, ce qui assure la forte rigidité radiale pour les débattements importants (voir la partie gauche de la figure 5). Cette ceinture 14 est assujettie par tous moyens appropriés sur une masse d'enrobage 17 en matière plastique (ou en alliage léger) qui est sur- moulée sur un rebord périphérique 18 que comporte la coupelle supérieure 2 de l'armature intérieure centrale. La forme de cette masse d'enrobage est déterminée en fonction des caractéristiques de rigidité définies par le cahier des charges. Comme indiqué plus haut, la ceinture 14 porte deux surfaces de butée axiale, l'une propre à venir en appui sur le fond 21 dudit capot, l'autre sur un rebord périphérique 23 dudit appui annulaire 13. Ces surfaces sont portées par deux pavés 19 diamétralement opposés dans le plan transversal du véhicule, comme visible en particulier sur les figures 1 et 3, et qui font partie intégrante de la ceinture 14. Ces deux pavés 19 viennent axialement en saillie de part et d'autre de la partie restante de cette ceinture 14. Leur surface supérieure constitue ainsi l'une des surfaces de butée axiale, propre à venir en appui sur le fond 21 du capot 8 lors- que le débattement de compression (choc) de l'ensemble ressortamortisseur a dépassé la valeur prédéterminée (voir la partie gauche de la figure 4). De même, les pavés 19 présentent par ailleurs une surface de butée axiale inférieure 22, laquelle est propre à venir en appui sur un rebord périphérique 23 que comporte l'appui annulaire précité 13. Cette mise en butée permet alors l'obtention de la forte rigidité au rebond, c'est-àdire lorsque l'extension de l'ensemble ressort-amortisseur dépasse l'amplitude prédéterminée (voir la partie droite de la figure 4). Ces deux pavés 19 diamétralement opposés ont une faible amplitude angulaire, comme visible à la figure 3, ce qui permet de leur conférer supplémentairement le rôle d'assurer une forte rigidité pour les débattements en conique au-delà d'une amplitude angulaire déterminée dans le plan transversal, tout en conservant au disposi- tif une très faible rigidité angulaire dans le plan per- pendiculaire au précédent, à savoir le plan longitudinal qui est celui de la figure 6. Ceci étant, on conçoit que c'est le jeu entre les surfaces 15-16, 20-21 et 22-23 qui déterminera le point de découplage entre les fonctions 'faibles rigi- dités" et "fortes rigidités" du dispositif qui vient d'être décrit. Enfin, il y a lieu de noter que la coupelle in- férieure 1 permet de réaliser les fonctions 'appui de la butée de choc" (24), Ologement du soufflet d'amortis- seur" (25) et "arrêt de sécurité de l'amortisseur", en cas de destruction de la butée de choc. REVENDICATIONS 1. Dispositif supérieur de liaison articulée entre un ensemble ressortamortisseur et le châssis d'un véhicule automobile, notamment pour le train des roues directrices, du type à deux étages, à savoir un étage à faibles rigidités dit "filtrant" et un étage à fortes rigidités permettant de limiter les débattements, carac- térisé en ce qu'il comporte: - une armature intérieure centrale (1,2,3) pour- vue d'un moyen d'assujettissement (3) de l'extrémité su- périeure de l'amortisseur et ceinturée par une rotule (4); - une armature extérieure (5) portant à sa face inférieure un garnissage (6) d'appui du ressort de sus- pension et fermée vers le haut par un capot (8); - une bague (11) à faible rigidité, assujettie entre la partie inférieure de ladite rotule (4) et un appui annulaire (13) solidaire de ladite armature exté- rieure (5); et - une ceinture (14) à forte rigidité, dont la surface périphérique extérieure (15) s'étend à faible distance de la surface périphérique interne (16) dudit capot (8), cette ceinture (14) portant deux surfaces (20,22) de butée axiale, l'une propre à venir en appui sur le fond (21) dudit capot, l'autre sur un rebord pé- riphérique (23) dudit appui annulaire (13). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite armature intérieure centrale est constituée de deux coupelles (1,2) solidarisées par leurs fonds grâce & une pièce de liaison (3) constituant également ledit moyen d'assujettissement de l'extrémité supérieure de l'amortisseur, et en ce que ce moyen d'as- sujettissement (3) est situé à un niveau inférieur à ce- lui du centre de rotation de ladite rotule (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, carac- terisé en ce que la coupelle supérieure (2) de ladite armature intérieure centrale (1,2) comporte un rebord périphérique (18) propre à assurer la fixation de ladite ceinture (14) à forte rigidité. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que ladite ceinture (14) à forte rigidité est assujettie sur une masse d'enrobage (17) périphérique surmoulée sur ledit rebord (18) de la coupelle supérieure (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que lesdites deux surfaces (20, 22) de butée axiale de ladite ceinture (14) à forte rigidité sont portées par deux pavés (19) de faible amplitude angulaire et diamétralement opposés dans le plan transversal, ces deux pavés (19) venant axialement en saillie de part et d'autre de la partie restante de ladite ceinture (14).