Brevet FR2674926A1 — publié le 19921009

Dispositif élastique de support d'une structure de véhicule sur une structure de suspension. La présente invention concerne un dispositif élastique de support d'une structure de véhicule sur une structure de suspension du type comportant: une armatu- re extérieure de forme annulaire, étant essentiellement constituée de quatre parois latérales, cette armature étant pourvue de pattes de fixation sur l'une (S) desdites structures; une armature intérieure en forme de cuvette, dont les parois latérales sont entourées par celles de l'armature extérieure et qui est pourvue d'un moyen de fixation sur l'autre structure; une masse de matériau élastique disposée dans ladite cuvette et propre à être comprimée entre le fond de celle-ci et une surface de la structure (S) citée en premier, pour reprendre les efforts verticaux (Z) s'exerçant entre lesdites structures; et un système élastique latéral prévu, pour au moins deux paires opposées de parois, entre les parois latérales respectives desdites armatures, ce système étant agencé pour présenter une forte rigidité dans une direction horizontale (Y) de déplacement relatif entre lesdites structures et une faible rigidité dans une direction horizontale (X) perpendiculaire à la précédente. En principe, la première des directions hori- zontales précitées sera une direction Y transversale par rapport à l'axe du véhicule, la forte rigidité du dispo- sitif dans cette direction (environ 300 à 600 da N/mm) étant requise pour éviter des déports excessifs de la caisse dans les virages, et la seconde direction sera donc la direction longitudinale X, la faible rigidité du dispositif dans cette direction (de l'ordre de 30 da N/mm) étant requise pour filtrer les vibrations de35 roulement, c'est-à-dire éviter la transmission des vibrations subies par les roues à la caisse du véhicule. Quant à la rigidité du dispositif en vertical (direction Z), intermédiaire entre les deux précédentes, elle devra reprendre les efforts statiques et dynamiques agissant du fait de la caisse du véhicule sur la structure de suspension, et sera normalement de l'ordre de 90 da N/mm. Dans les dispositifs de support de ce type actuellement connus, la grande raideur en direction transversale Y est obtenue par une couche mince de matériau élastique, ou par plusieurs couches minces feuilletées, c'est-à- dire séparées par des lamelles rigides pratiquement verticales et dirigées longitudinalement, et donc propres à augmenter la raideur transversale du disposi- tif, sans en accroître les raideurs longitudinales en direction X ou verticale en direction Z Pour augmenter la raideur transversale et l'amener à la valeur finale souhaitée, ces couches feuilletées doivent être pré- contraintes en compression Pour ce faire, il est donc nécessaire de les incorporer entre deux plaques d'une monture supplémentaire d'épaisseur supérieure à l'espa- cement qui sépare les parois latérales concernées des deux armatures précitées, puis d'encastrer cette monture supplémentaire entre ces parois en la comprimant Cette monture supplémentaire augmente notablement le prix de revient du dispositif et complique aussi la fabrication. Le but de la présente invention est de permettre la suppression de cette monture. A cet effet, un dispositif élastique de support du type général défini au début sera, conformément à la présente invention, essentiellement caractérisé d'une part en ce que ladite masse élastique vient, à l'état libre, en saillie (ho) vers l'extérieur au-delà du plan (P) de jonction desdites pattes de fixation avec la structure (S) correspondante, et d'autre part en ce qu'au moins celles des parois latérales entre lesquelles ledit système élastique latéral doit assurer la forte rigidité dans une direction horizontale (Y) sont inclinées de manière telle qu'une compression verticale de ladite masse élastique lors du montage et de la fixation de ladite armature extérieure sur la structure (S) correspondante, rapproche l'une de l'autre les deux parois latérales des paires précitées, soumettant ainsi, entre ces parois, ledit système élastique latéral à une précontrainte de compression. En d'autres termes, le dispositif conforme à l'invention est livré sans précontrainte dudit système élastique, ce qui permet de se dispenser de la monture supplémentaire mentionnée plus haut, puisque ledit sys- tème élastique peut alors être adhérisé, pour au moins deux paires opposées des parois concernées, directement entre les parois latérales opposées correspondantes des armatures extérieure et intérieure du dispositif; la précontrainte de ce système élastique ne se fera qu'au montage, lors du serrage des pattes de fixation de l'armature extérieure sur la structure correspondante. En effet, la compression verticale, lors de ce montage, de la masse de matériau élastique disposée dans la cuvette centrale entraînera par décomposition des efforts une mise en précontrainte en compression dudit système élastique latéral, du fait de l'inclinaison des parois latérales entre lesquelles il est adhérisé. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin ciannexé dans lequel: la figure 1 représente deux demi-coupes d'un dispositif élastique de support conforme à l'invention, selon deux plans axiaux situés à 90 l'un de l'autre, la moitié gauche correspondant au plan transversal selon lequel le dispositif doit présenter une grande rigidité (axe des Y) et la moitié droite correspondant au plan longitudinal (en principe le plan axial du véhicule) selon lequel le dispositif doit présenter une faible rigidité (axe des X); et les figures 2 à 5 sont les demi-coupes de gauche du même dispositif, pour différents états de compression verticale du support (selon l'axe des Z), mais sans feuilletage dans le système élastique. Dans les différentes figures, les armatures en tôle extérieure et intérieure ont été référencées res- pectivement 1 et 2 L'armature intérieure 2 se présente sous la forme d'une cuvette quadrangulaire renversée dont le fond 11 porte intérieurement un écrou serti 12 permettant sa fixation à une structure de véhicule, par exemple à sa caisse (non représentée) L'armature exté- rieure 1 se présente également sous la forme d'une cuvette quadrangulaire renversée, mais sans fond, dont deux parois latérales opposées 3, inclinées vers l'axe et vers le haut, sont prolongées en bas par des pattes de fixation 4 Ces deux pattes comportent un trou de passage pour une vis 5 dont le serrage permettra l'assujettissement de cette armature 1 sur une autre structure du véhicule, par exemple une structure S appartenant à sa suspension L'angle d'inclinaison des parois 3 sur l'axe du dispositif est de 5 à 10 Les deux autres parois opposées 6 (orientées à 90 par rapport aux parois opposées 3) peuvent être droites, c'est-à-dire parallèles à l'axe des Z, ou être également inclinées sur l'axe, de la même valeur que les parois 3. Cela permettra d'utiliser indifféremment les parois 3 ou les parois 6 pour contenir la partie à forte raideur transversale (décrite plus bas) du système élastique latéral. Les parois 7 de l'armature intérieure 2 qui sont opposées aux parois 3 ont la même inclinaison et, entre les parois 3 et 7 respectives de chacune des deux paires opposées de parois ainsi constituées, est adhérisée une masse de matériau élastique 8 (élastomère ou analogue) constituant une partie de ce que l'on a appelé plus haut le système élastique latéral Sur la figure 1 on a représenté un système feuilleté grâce à une lamelle métallique 9 inclinée, dirigée longitudinalement, c'est- à-dire selon l'axe des X (il pourrait y avoir plusieurs lamelles); sur les autres figures on a représenté une partie de système élastique latéral 8 non feuilletée, mais le fonctionnement global sera le même. Quant aux parois opposées 10 de l'armature intérieure 2 qui sont dirigées à 90 par rapport aux deux autres parois opposées 7, elles peuvent être légè- rement inclinées par rapport à l'axe des Z, mais moins que les parois 7, s'agissant ici essentiellement d'une dépouille d'emboutissage Sur ces parois 10 est adhérisé un autre bloc de matériau élastique, référencé 13 et destiné, après une faible course libre de filtrage, à prendre progressivement appui sur la paroi opposée 6 correspondante de l'armature extérieure 1 pour assurer la faible rigidité latérale du dispositif vis-à-vis des efforts dirigés selon l'axe X lorsque ces efforts ten- dent à rapprocher l'une de l'autre les parois 6 et 10. Enfin le dispositif comporte en 14 une masse de matériau élastique (élastomère ou analogue) adhérisée au fond de la cuvette qui constitue l'armature intérieure 2 et qui est destinée à reprendre les efforts verticaux statiques tendant à écraser le dispositif sous l'effet de la charge du véhicule, de même que les efforts verti- caux dus aux vibrations Dans la partie inférieure de cette masse 14 est noyée une plaque d'appui rigide et profilée 15, évitant les déformations latérales excessi- ves de l'élastomère dans cette zone, sous l'effet des efforts développés dans les directions X ou Y Le profilage de la pièce 15 permet d'assurer son coincement transversal dans la masse 14 sans adhérisation. Conformément à une disposition fondamentale de l'invention, complémentaire de celle qui est relative à l'inclinaison des parois latérales 3 et 7, cette masse d'élastomère 14 vient, à l'état libre, nettement en saillie vers l'extérieur, au-delà du plan de jonction P des pattes de fixation 4 avec la structure S Pour fixer les idées, on peut considérer que la hauteur ho de la partie en saillie à l'état libre est de l'ordre de 6 mm (figure 2) En tout cas on choisit une hauteur en saillie ho telle que sous la charge statique du véhicule (figure 3) la masse 14, partiellement écrasée, soit encore en saillie par rapport au plan précité P Le hauteur hi de la partie restant en saillie peut être par exemple de l'ordre de 3 mm. Ainsi, lors du serrage des vis 5 pour assurer la fixation de l'armature extérieure 1 sur la structure S de suspension du véhicule, la masse 14 sera encore plus comprimée, jusqu'à mise en coincidence du plan P avec la surface de la structure S (figure 4) On conçoit que cette dernière compression de la masse 14, conjointe à l'inclinaison des parois 3 et 7 sur l'axe Z, provoque la précontrainte en compression souhaitée des masses 8 du système élastique latéral, évitant ainsi d'avoir à utiliser la monture supplémentaire de la technique antérieure On obtient d'ailleurs, en même temps, la compensation souhaitée du retrait de moulage. A la figure 5, on a montré encore le dispositif soumis à une charge verticale descendante supérieure à son poids, d'o réduction de la hauteur hors-tout du dispositif par rapport à la position de repos de la figure 4 On voit que la masse élastique 8 a alors sensiblement repris sa forme telle que sortie de moulage, sans traction au niveau de ses surfaces d'adhérisation. 7 2674926 REVENDICATIONS 1 Dispositif élastique de support d'une structure de véhicule sur une structure de suspension, du type comportant: une armature extérieure de forme annulaire, étant essentiellement constituée de quatre parois latérales, cette armature étant pourvue de pattes de fixation ( 4) sur l'une (S) desdites structures; une armature intérieure ( 2) en forme de cuvette, dont les parois latérales ( 7, 10) sont entourées par celles de l'armature extérieure ( 1) et qui est pourvue d'un moyen de fixation ( 12) sur l'autre structure; une masse de matériau élastique ( 14) disposée dans ladite cuvette et propre à être comprimée entre le fond ( 11) de celle-ci et une surface de la structure (S) citée en premier, pour reprendre les efforts verticaux (Z) s'exerçant entre lesdites structures ( 1, 2); et un système élastique latéral ( 8, 13) prévu pour au moins deux paires opposées de parois, entre les parois latérales respectives ( 3, 7) desdites armatures ( 1, 2), ce système ( 8, 13) étant agencé pour présenter une forte rigidité dans une direction horizontale (Y) de déplacement rela- tif entre lesdites structures et une faible rigidité dans une direction horizontale (X) perpendiculaire à la précédente, caractérisé d'une part en ce que ladite masse élastique ( 14) vient, à l'état libre, en saillie (ho) vers l'extérieur au-delà du plan (P) de jonction desdites pattes de fixation ( 4) avec la structure (S) correspondante, et d'autre part en ce qu'au moins celles des parois latérales ( 3, 7) entre lesquelles ledit système élastique latéral ( 8, 13) doit assurer la forte rigidité dans une direction horizontale (Y) sont inclinées de manière telle qu'une compression verticale de ladite masse élastique ( 14) lors du montage et de la fixation de ladite armature extérieure ( 1) sur la structure (S) correspondante, rapproche l'une de l'autre les deux parois latérales ( 3, 7) des paires précitées, soumettant ainsi, entre ces parois, ledit système élastique latéral ( 8, 13) à une précontrainte de compression. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdites parois latérales respectives ( 3, 7) entre lesquelles le système élastique latéral ( 8, 13) doit présenter une forte rigidité vis-à-vis des efforts dans ladite direction horizontale (Y) sont diri- gées selon la direction horizontale (X) perpendiculaire à la précédente et sont inclinées sur l'axe des efforts verticaux ( 2). 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'angle d'inclinaison desdites parois latérales ( 3, 7) sur l'axe (Z) des efforts verticaux est compris entre environ 5 et 100. 4 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que dans sa partie devant présenter une forte rigidité vis-à-vis des efforts suivant ladite direction horizontale (Y), ledit système élastique latéral ( 8, 13) est constitué d'une masse de matériau élastique ( 8) adhérisée entre les parois correspondantes ( 3, 7). Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que ladite masse de matériau élastique ( 8) est feuilletée. 6 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites parois latérales ( 6, 10) entre lesquelles le système élastique latéral ( 8, 13) doit présenter une faible rigidité vis- à-vis des efforts dans ladite direction horizontale (X) sont également inclinées sur l'axe des efforts verticaux (Z), l'inclinaison étant la même au moins pour les parois ( 3, 6) de l'armature extérieure ( 1). 7 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'une plaque rigide profilée ( 15) est noyée dans l'extrémité de ladite masse élastique ( 14) opposée au fond ( 11) de ladite cuvette ( 2). 8 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur ou dimension dans la direction verticale (Z) de ladite masse élastique ( 14) est telle, par rapport à la hauteur restante du dispositif, qu'elle vient encore en saillie (hi) vers l'extérieur au-delà dudit plan (P) de jonction lorsque le dispositif est soumis à une charge statique normale, l'écrasement total de la partie en saillie n'étant obtenu qu'après assujettissement de ladite armature extérieure sur la structure correspon- dante.