Brevet FR2645801A1 — publié le 19901019

Palier oscillant à suspension élastique pour éléments de véhicules L'invention concerne un palier oscillant à sus- pension élastique pour parties de véhicules, en parti- culier pour organes de guidage de roues de véhicules à suspension indépendante, comprenant deux éléments de pa- lier en forme de douille, disposés l'un à l'intérieur de l'autre à un certain écartement radial mutuel et fixés respectivement sur différents organes du véhicule, et un élément de suspension élastique en élastomère interposé et fixé par adhérence entre les deux éléments du palier, et o10 dans lequel sont formés des évidements de forme allongée, diamétralement opposés, qui traversent axialement l'espace compris entre les éléments du palier en laissant subsister des voiles radiaux entre eux, l'élément extérieur étant relié à un élément porteur, qui se fixe à la partie cor- respondante du véhicule, dans des positions respectivement adjacentes aux évidements de l'élément de suspension élas- tique. Dans la construction automobile, on fait habi- tuellement usage, pour le montage souple et élastique et/ou l'appui souple et élastique d'organes des véhicules, de paliers oscillants présentant une constitution selon le brevet EP-A-131 795 ou le brevet JP-A-60-107 405. Ces paliers oscillants comprennent deux éléments de palier disposés l'un à l'intérieur de l'autre, formés par des douilles cylindriques et qui sont réunis l'un à l'autre par deux voiles radiaux élastiques qui sont délimités par des évidements de forme allongée, en hari- cot, qui sont formés dans l'élément élastique, lequel est habituellement composé de caoutchouc. Dans cette construction, les débattements radiaux que la douille intérieure peut décrire grâce aux évide- ments de forme allongée doivent etre adaptés à la hauteur et à la section des voiles radiaux, de te-le manière que ces voiles ne subissent pas de contraintes de cisaillement excessives en réponse à des excursions radiales maximales de la douille. Etant donné qu'entre autres, les paliers oscil- lants de ce genre ne peuvent pas être calculés avec un diamètre aussi grand qu'on le voudrait pour obtenir les débattements radiaux exigés, il n'est pas possible de re- noncer aux solutions de compromis sous l'aspect de la construction. On retrouve les mêmes conditions dans un palier oscillant-présentant une configuration selon le préambule de la revendication 1, qui fait l'objet du DE-A-37 08 037. Le but de l'invention est donc pour cette raison de perfectionner un palier oscillant de ce genre de telle manière qu'il possède, dans la direction dans laquelle sa douille intérieure présente sa mobilité radiale maximale, une élasticité radiale qui soit plus grande que l'excursion radiale maximum possible de la douille dans l'élément extérieur du palier. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'élément extérieur du palier est fixé à l'élé- ment porteur par une liaison élastiquement flexible. La construction du palier selon l'invention se distingue donc par deux moyens élastiques disposés en sé- rie l'un par rapport à l'autre, dont celui qui se trouve à l'extérieur de l'élément extérieur du palier permet un déplacement radial additionnel du palier, qui est exécuté conjointement par les deux éléments du palier. Le palier oscillant est particulièrement bien approprié pour l'articulation de pivotement d"un bras de guidage de roue ou, éventuellement, d'une fusée sur la caisse d'un véhicule automobile, application dans laquelle il offre l'avantage supplémentaire d'un découplage acous- tique particulièrement efficace. Dans le premier cas, il permet par exemple de monter un bras transversal d'une suspension de roue indé- pendante de telle manière que, tout en laissant la voie constante dans une large mesure, on obtienne un plus grand confort de roulement à l'occasion du franchissement d'obstacles grâce à un amortissement du choc. Ceci est réalisé, par exemple par une coopération du bras trans- versal monté mobile d'un côté par le palier oscillant capable de décrire des excursions radiales d'autant plus grandes, avec une barre d'accouplement qui attaque le sup- port de roue, par laquelle on peut obtenir une aptitude du support de roue à céder dans la direction longitudinale, dans laquelle la voie varie aussi peu que possibile si la suspension de roue a été calculée en conséquence. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément porteur présente la forme d'un cadre et l'élément extérieur du palier est suspendu à l'intérieur de l'élément porteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément extérieur du palier est suspendu dans l'élément porteur dans la direction parallèle aux voiles radiaux à l'aide d'éléments de liaison faits d'une matière élasti- que. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément extérieur du palier comprend une douille cylin- drique qui est emmanchée dans une ouverture cylindrique d'un élément d'encastrement d'o partent des pattes, orientées transversalement à l'axe du palier, prévues sur deux côtés mutuellement opposés, et dont chacune est fixée à l'un des éléments de liaison. Un exemple de réalisation de l'invention est re- présenté sur les dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'un palier oscillant selon l'invention; la figure 2 représente par une vue de dessus schématique une suspension de roue indér-ndante équipée d'un palier oscillant selon la figure 1, et sur laquelle les seuls éléments de commande de la roue qui sont représentés sont une barre transversale, une barre d'accouplement et un support. Le palier oscillant représenté sur la figure 1 est désigné dans son ensemble par 10 et comprend un élé- ment extérieur de palier 11 dans lequel est monté, à un certain écartement radial et mobile dans la direction ra- diale, un élément intérieur 12 de palier qui est constitue par une douille cylindrique. Entre les deux éléments de palier 11 et 12, est interposé un élément de suspension élastique 143 de preférence fait de caoutchouc, et qui est fixé à ces éléments par vulcanisation. Dans l'élément de suspension 14 sont formés des évidements de forme allongée 16 et 18, qui sont diamétra- lement opposés l'un à l'autre et qui traversent axialement l'espace compris entre les corps 11 et 12 du palier. Ces évidements sont limités par l'élément extérieur 11 du pa- lier et présentent une forme de haricot. Entre les évide- ments 16 et 18 se trouvent des voiles de liaison 20 et 22, diamétralement opposés entre eux, et qui établissent une liaison radiale entre les deux éléments Il et 12 du pa- lier. L'agencement des évidements 16 et 18 permet à l'élément intérieur 12 du palier de décrire des excursions radiales de même grandeur a et a' dans l'élément extérieur 11 du palier. L'élément extérieur 11 du palier est constitué par une douille cylindrique 24 sur laquelle l'élément de suspension élastique 14, plus précisément les voiles de liaison 20 et 22 de cet élément, est vulcanisé au niveau de sa périphérie intérieure. Dans la région centrale des évidements 16 et 18 en forme de haricot, sont formés, sur la périphérie intérieure de la douille, des tampons en caoutchouc 26 et 28, servant à limiter l'excursion radiale a ou a', et qui, en coopération avec des couches de caout- chouc 30 et 32 de l'élément de suspension élastique 14 qui subsistent sur la périphérie extérieure de l'élément inté- rieur 12 du palier en forme de douille, limitent les ex- cursions radiales a et a' avec une fonction d'amortisse- ment. L'élément 11 du palier est encastré dans une ou- verture cylindrique d'un élément d'encastrement 34 qui, de son côté, est de préférence suspendu élastiquement à l'in- térieur d'un élément porteur 36 pouvant être fixé à une partie du véhicule, en des points respectivement adjacents aux évidements 16 et 18 en forme de haricot. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette fixation est telle que les éléments intérieur et extérieur il et 12 du palier puissent se déplacer conjointement, du moins dans la direction de la flexibilité radiale maximale de l'élément de suspension élastique 14, qui est indiquée par une double flèche 38, dans une mesure correspondante. A cet effet, deux pattes 40, 42 partent de l'élé- ment d'encastrement 34, l'une à l'opposé de l'autre et chacune adjacente à l'un des évidements 16 et 18 en forme de haricot, ces pattes étant assemblées chacune à un élé- ment de liaison élastiquement flexible 44 ou 46, qui est porté par l'élément porteur 36. Toutefois, selon le but d'utilisation du palier oscillant 10, il peut suffire de fixer l'élément extérieur 11 du palier, ou son élément d'encastrement 34, à l'élément porteur 36 de telle manière que cet élément de palier ou l'élément d'encastrement puisse se déplacer ex- clusivement dans la direction radiale de la double flèche 38 par rapport à l'élément porteur 36. Le montage des deux éléments de liaison 44 et 46 sur l'élément de suspension élastique est calculé de manière qu'il se produise, par ce moyen, un appui des forces radiales dans la direction pa- rallèle aux voiles de liaison 20 et 22. Pour recevoir l'élément extérieur 11 du palier dans l'élément porteur 36 par une liaison capable de céder radialement, cet élément porteur est de préférence réalisé sous la forme d'un cadre et les deux éléments de liaison 44 et 46, de préférence réalisés en caoutchouc, qui déter- minent la fixation, sont montés sur le même côté longitu- dinal 48 du cadre. De cette façon, l'élément extérieur I1 du palier est, par exemple, monté suspendu dans l'élément porteur 36. On peut aussi envisager, selon une variante de construction, de fixer l'élément extérieur 11 du palier, d'un côté au côté longitudinal supérieur 48 du cadre et, de l'autre côté, au côté longitudinal inférieur 50 de ce cadre. Les deux éléments de liaison 44 et 46 forment des éléments de suspension élastique qui sont de préférence de même dimension et, par exemple, de forme parallélépipédi- que. Pour limiter l'excursion radiale possible de l'élé- ment extérieur Il du palier dans l'élément porteur 36, les côtés transversaux 52 et 54 du cadre de cet élément por- teur assurent en même temps la fonction de butées auxquel- les on peut de même associer des tampons pour l'amortisse- ment des chocs. La liaison décrite à l'intérieur de l'élé- ment porteur 36 en forme de cadre permet, en dehors des mouvements de rotation également un déplacement en trans- lation de l'élément extérieur 11 du palier dans des direc- tions perpendiculaires entre elles, ainsi qu'une transmis- sion des forces d'appui sans aucune transmission de cou- ple. Comme le montre la figure 1, les éléments de liaison élastiques 44 et 46 peuvent être fixés à l'inté- rieur de l'élément porteur 36 en forme de cadre à diffé- rentes distances d'un plan horizontal b-b qui passe par le milieu du palier, ce pourquoi les pattes 40 et 42 sont aussi décalées en conséquence l'une par rapport à l'autre. Cette forme de réalisation illustre le fait que, grâce à son élément porteur 36 réalisé sous la forme d'un cadre, le palier oscillant peut être avantageusement adapté à des conditions de place limitée pour permettre un montage peu encombrant, sans qu'on ne soit amené a priori à prendre des solutions de compromis sous l'aspect de la flexibilité radiale désirée. L'un des côtés du cadre, par exemple, le côté transversal 54 du cadre forme ici une base pour la fixa- tion du palier à une partie de véhicule, ce côté du cadre étant à cet effet muni, par exemple, de deux perçages fi- letés 56 et 58. La figure 2 -montre l'utilisation du palier oscillant 10, par exemple en qualité de partie d'une sus- pension de roue indépendante. La référence 60 désigne une fusée de roue destinée au montage d'une roue 62 du véhicu- le qui peut être, par exemple, une roue directrice. A cet effet, la fusée 60 est équipée d'un levier de commande de roue 64 auquel est articulée une barre d'accouplement 66. La référence 68 désigne un bras transversal qui est arti- culé sur la caisse du véhicule à l'aide de deux paliers de bras oscillant disposés l'un derrière l'autre à un certain écartement mutuel. On a omis de représenter les autres constituants de la suspension de roue qui servent au gui- dage de la roue. Le palier de bras oscillant avant, dans le sens de la marche F, est désigné par 70 et est constitué par un palier caoutchouc-métal habituel. L'autre palier de bras oscillant est constitué par un palier oscillant 10 selon l'invention dont l'élément porteur 36 est fixé au bras transversal 68 de telle manière que les éléments extérieur et intérieur 11 et 12 du palier présentent leur flexibilité radiale maximale transversalement à la direc- tion F de 'a marche, comme indiqué par la double flèche 38. De cette façon, c'est par l'intermédiaire des voiles de liaison 20 et 22 et des éléments de liison 44 et 46 que se produit l'absorption de la force verticale et on conserve cependant une souplesse de rotation appropriée de l'élément intérieur 12 du palier. La disposition du palier oscillant 10 est fonc- tion de la position qu'on doit choisir pour l'axe de pivotement vertical théorique du bras transversal 68. Le palier oscillant 10 peut donc former le palier de bras oscillant arrière ou avant, vu dans le sens de la marche. En position basse, le bras transversal 68 est articulé sur la fusée 60 par une rotule 72. La configuration *et la disposition précitées du palier oscillant 10 permettent au bras transversal 68 de pivoter autour d'un axe vertical, grâce à la grande élas- ticité radiale du palier 10 dans la direction transversale du véhicule. Selon le rapport qui lie les raideurs des paliers de bras oscillant 10 et 70, cet axe vertical peut se trouver entre ces deux paliers ou à l'intérieur du palier de bras oscillant 70. On obtient de cette façon que, rapporté à l'axe c-c de la roue, et si les dimensions et la disposition mutuelle de la barre d'accouplement 66, du levier de commande de direction 68 et du bras transver- sal 68, sont convenablement calculées les unes en fonction des autres losrqu'on franchit des obstacles situés sur la trajectoire du roulement, la fusée 60 dispose d'une flexi- bilité longitudinale qui offre un plus grand confort de marche, cependant que la voie du véhicule reste pratique- ment inchangée. R E V E N D I C A T I ONS 1. Palier oscillant à suspension élastique pour parties de véhicules, notamment pour organes de guidage des roues pour roues de véhicules à suspension indé- pendante, comprenant deux éléments de palier présentant la forme de douille, disposés l'un à l'intérieur de l'autre à un certain écartement radial, et fixés respectivement à deux organes différents du véhicule, et un élément de sus- pension élastique, en élastomère, interposé et fixé par adhérence entre les deux élémentsdu palier et dans lequel sont ménagés des évidements de forme allongée, diamétra- lement opposés et qui traversent axialement l'espace com- pris entre les deux éléments du palier, en laissant sub- sister entre eux des voiles radiaux,l'élément extérieur du palier étant relié à un élément porteur qui se fixe à la partie correspondante du véhicule, en des points res- pectivement adjacents aux évidements de l'élément de suspension élastique, caractérisé en ce que l'élément extérieur (11) du palier est fixé à l'élément porteur (36) par une liaison élastiquement flexible. 2. Palier oscillant selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'élément porteur (36) présente la forme d'un cadre et en ce que l'élément extérieur (11) du palier est suspendu à l'intérieur de l'élément porteur. 3. Palier oscillant selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément extérieur (11) du palier est suspendu dans l'élément porteur (36) dans la direction parallèle aux voiles radiaux (20 et 22) à l'aide d'éléments de liaison (44 et 46) faits d'une matière élastique. 4. Palier oscillant selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément extérieur (11) du palier présente une douille cylindrique (24) qui est emmanchée dans une ouverture cylindrique d'un élé- ment d'encastrement (34) d'ou partent des pattes (40 et 42), orientées transversalement à l'axe du palier, prévues sur deux côtés mutuellement opposés, et dont chacune est fixée à l'un des éléments de liaison (44 ou 46).