Brevet FR2690875A1 — publié le 19931112

La présente invention se rapporte à une articulation à déplacement axial piloté, et à une suspension de véhicule automobile quelconque, équipée d'une telle articulation. On connaît déjà diverses articulations aptes à relier un premier organe dit fixe à un second organe dit mobile, de façon que ce dernier puisse pivoter autour d'un axe donné, par rapport à l'organe fixe. Cependant, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'obtenir une articulation dont la structure est simple et qui permet un déplacement axial selon une loi prédéterminée de l'organe mobile, lorsque celui-ci effectue un mouvement autour de l'axe d'articulation et/ou perpendiculairement à ce dernier. Aussi, la présente invention a pour but de proposer une articulation qui remédie aux inconvénients énoncés ci-dessus. A cet effet, l'invention a notamment pour objet une articulation entre un premier organe dit fixe et un second organe mobile en rotation par rapport au premier organe autour d'un axe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de déplacement agencés entre le premier et le second organe de façon que tout mouvement de ce dernier en rotation autour dudit axe ou perpendiculairement à celui-ci, entraîne un déplacement de l'organe mobile suivant ledit axe et dont le sens, à partir d'une position moyenne de référence, est toujours le même. L'articulation est aussi caractérisée en ce que les moyens de déplacement sont agencés pour que le sens de déplacement précité corresponde à un éloignement de 1 'organe mobile par rapport à l'organe fixe. On précisera encore ici que les moyens de déplacement comportent au moins deux billes, dont chacune est en contact permanent avec deux logements respectivement, ces deux logements, qui sont formés en vis-à- vis et qui s'évasent l'un vers l'autre, étant ménagés l'un dans une face de l'organe fixe et l'autre dans une face de l'organe mobile. Suivant une caractéristique de l'invention, les logements précités présentent une symétrie de révolution et les axes de symétrie de deux logements en vis-à-vis sont confondus dans ladite position de référence. De préférence, les logements précités auront une forme conique ou analogue. Suivant encore une autre caractéristique, l'articulation comporte des moyens élastiques interposés entre les organes fixe et mobile. Plus précisément, les moyens élastiques comprennent une pièce ou masse en matière élastique qui est rendue solidaire de l'organe fixe ainsi que de l'organe mobile par adhérence. L'invention est en outre caractérisée en ce que la pièce en matière élastique est précontrainte de manière à solliciter l'organe mobile vers la position moyenne de référence. L'articulation se caractérise de plus en ce que l'un des organes fixe et mobile comporte un premier élément rigide dans lequel lesdits logements sont ménagés, un deuxième élément rigide fixe par rapport à l'organe correspondant, ainsi qu'une autre masse en matière élastique interposée entre ces éléments rigides et adhérant à chacun de ces derniers. D'autre part, l'invention a également pour objet une suspension, notamment pour une roue arrière de véhicule automobile, la roue étant montée à une extrémité d'un bras tiré dont l'autre extrémité est reliée à la caisse du véhicule par une articulation conforme aux caractéristiques énoncées ci-dessus. Dans une telle suspension, les moyens de déplacement précités sont agencés de manière que l'extrémité du bras qui est reliée à la caisse du véhicule se rapproche du plan médian de ce dernier, lors des mouvements de la roue. Par ailleurs, l'articulation de cette suspension comporte une biellette sensiblement transversale dont une extrémité est articulée sur la caisse du véhicule et dont l'autre est articulée sur un support de roue ou à proximité de celui-ci. Mais d'autres caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description détaillé donnée uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle d'une articulation conforme à l'invention, en coupe suivant son axe de rotation; la figure 2 est une vue de face suivant la flèche II de l'articulation de la figure 1; la figure 3 est une vue agrandie d'un détail de l'articulation de la figure 1 désigné sur cette figure par la flèche III; et la figure 4 est une vue de dessus partiellement en coupe d'une suspension conforme à l'invention. En se reportant à la figure 4, on voit que la référence numérique 1 désigne la caisse d'un véhicule automobile quelconque, tandis que la référence numérique 2 désigne une roue de ce véhicule Ici, la roue 2 est une roue arrière qui est montée, par l'intermédiaire d'un support de roue 202, à l'extrémité libre 222 d'un bras oscillant 220 de type tiré L'autre extrémité 221 du bras tiré 220 est reliée à la caisse 1 du véhicule par une articulation généralement désignée en 12. Suivant cet exemple, les parties du véhicule visibles sur les figures et qui sont solidaires de la caisse 1 constitueront un premier organe dit "fixe" et celles qui sont solidaires du bras tiré 220 constitueront un second organe dit "mobile" De fait, l'articulation 12 permet le montage de l'organe mobile comprenant le bras 220 à rotation autour d'un axe de pivotement X-X' sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la roue 2, sur un organe fixe par rapport à la caisse 1 du véhicule. Evidemment, l'articulation 12 d'axe X-X' conforme à la présente invention pourra relier divers types d'organes fixe et mobile Selon l'invention, elle comporte des moyens de déplacement 30 agencés entre le premier et le second organe de façon que tout mouvement de l'organe mobile en rotation autour de l'axe X-X' et/ou perpendiculairement à celui-ci, entraîne un déplacement de l'organe mobile suivant la direction de cet axe X-X', et dans un sens toujours identique à partir d'une position moyenne de référence représentée sur les figures. Comme illustré sur les figures 1 et 2, les moyens de déplacement 30 comprennent au moins deux billes rigides 33, dont chacune est en contact permanent avec deux logements respectivement désignés en 31 et 32. Autrement dit, chaque bille 33 est enserrée entre un logement 31 et un logement 32. Chacun des logements 31 est ménagé dans une face d'extrémité 31 a (figure 3) d'un élément ou disque rigide 310 faisant partie et donc solidaire de l'organe fixe Chaque logement 32 est ménagé en vis-à- vis d'un logement 31 correspondant, dans une face d'extrémité 32 a d'une chemise rigide 320 de l'organe fixé au bras 220. Les logements 31 et 32 sont de forme évasée vers les faces correspondantes 31 a et 32 a, suivant leurs axes respectifs 31 x et 32 x De plus, les axes 31 x et 32 x, qui sont confondus quand l'articulation est en position moyenne de référence, constituent des axes de symétrie pour les logements 31, 32 correspondants, dont la forme est généralement conique. On voit bien sur la figure 1 que l'articulation comporte des moyens élastiques 40 qui sont interposés entre l'organe mobile et l'organe fixe Plus précisément, on remarque que l'organe fixe est constitué par une platine 110 vissée sur la caisse 1 et sur laquelle un arbre fixe 113 est monté suivant l'axe X-X', entre deux entretoises 131, 132 Une douille cylindrique 114 montée sur l'arbre fixe 113 s'étend de part en part de l'articulation 12, avec chacune de ses extrémités en appui contre l'une des entretoises 131 ou 132 Un flasque 141 est fixé sur la douille 114 par l'intermédiaire de dentelures axiales 143, de façon à venir en appui contre la face de l'entretoise 131 disposée en regard de l'entretoise 132. Une masse 41 de matière élastique telle que du caoutchouc, qui fait partie des moyens élastiques 40 et qui a généralement la forme d'une bague, est fixée par adhérence ou "adhérisée" d'une part au disque rigide 310 qui comporte les logements 31 et d'autre part au flasque 141 Cette bague 41 permet d'absorber les vibrations de l'articulation 12, et de rendre son fonctionnement plus silencieux. On remarque sur la figure 1 que des orifices sont formés dans la partie radiale du flasque 141 pour que des tenons cylindriques en matière élastique venus de matière avec la bague 41 puissent s'étendre à travers cette partie, jusqu'à l'entretoise 131 Ces tenons qui sont formés en regard des logements 31 permettent non seulement de rendre l'articulation 12 plus compacte suivant l'axe X-X', mais aussi d'améliorer la transmission des efforts dans cette articulation. Evidemment, le flasque 141 et le disque 131 peuvent former une seule pièce sans moyens élastiques, si l'articulation 12 n'a pas besoin d'être particulièrement silencieuse. Au vu de la figure 1, on comprend que la chemise 320 est logée et fixée dans un alésage du bras 220 qui est traversé par l'arbre fixe 113, suivant l'axe X-X' La partie du bras tiré 220 qui comporte cet alésage et la chemise 320 de l'articulation constituent donc l'organe mobile de cette dernière. Par ailleurs, les moyens élastiques 40 comprennent aussi une masse ou pièce de forme approximativement cylindrique qui est adhérisée d'une part à la paroi extérieure de la douille 114 de l'organe fixe, et d'autre part à un alésage cylindrique défini par la paroi interne de la chemise 320 La pièce 42 est également en matière élastique telle que du caoutchouc et son extrémité la plus proche de l'entretoise 131 vient en appui contre et est adhérisée à une surface inclinée de la chemise 320 qui fait saillie de l'intérieur de celle-ci, vers l'axe X-X' A son autre extrémité, la pièce 42 dépasse de la chemise 320 en regard de l'entretoise 132, et a la forme d'un bourrelet 42 a semi-torique Une partie centrale 42 b de la pièce 42 dépasse aussi de la chemise 320 et vient en appui permanent contre un bossage circulaire de l'entretoise 132 Ce bossage fait également office de butée axiale pour la douille 114 Il convient de noter ici qu'en position moyenne, il existe un jeu de quelques millimètres suivant l'axe X-X', entre l'extrémité du bourrelet 42 a et la partie correspondante de l'entretoise 132. Sur la figure 1, la pièce élastique 42 comporte à proximité de la partie centrale du flasque 141 une découpe cylindrique 42 c grâce à laquelle notamment, la pièce 42 présente une élasticité prédéterminée, à la fois suivant et perpendiculairement à l'axe X-X', mais aussi lorsque la douille fixe 114 et la chemise mobile 320 tournent l'une par rapport à l'autre autour de cet axe X-X'. En outre, la pièce en matière élastique 42 est précontrainte de façon à solliciter axialement (suivant X-X') la chemise 320 de l'organe mobile à l'encontre de l'entretoise 131 de l'organe fixe, c'est-à-dire vers sa position moyenne de référence Une telle précontrainte permet de maintenir constamment les billes 33 entre leurs logements 31 et 32 La charge de précontrainte qui est orientée suivant le sens de la flèche F sur la figure 3 est choisie avec une valeur permettant de remplacer efficacement un ressort de maintien en position des billes 33. Sur la figure 1, on remarque qu'un soufflet élastique 50, fixé à la chemise 320 et au flasque 141, protège l'espace de l'articulation 12 situé entre les faces 32 a et 31 a. En se reportant à nouveau à la figure 4, on remarque qu'une biellette 23 est montée à peu près transversalement entre la caisse 1 et une articulation 223 située à proximité du support de roue 202. L'articulation 223 relie de manière rotulante une extrémité de la biellette 23, et l'autre extrémité de celle-ci est articulée sur la caisse 1 par une articulation pivotante 224 Comme illustré sur la figure 3, lorsque la chemise mobile 320 de l'articulation 12 est déplacée dans un sens donné à rotation autour de l'axe X-X' et/ou perpendiculairement à cet axe, les billes 33 roulent contre les logements 31, 32 suivant la direction de la flèche D ou symétriquement par rapport à l'axe 31 x, vers la position 33 ' représentée en pointillés Dans cette position, le logement 32, l'axe 32 x et la face 32 a de la chemise 320, peuvent se déplacer respectivement jusqu'aux positions en pointillés désignées en 32 ', 32 x' et 32 a'. Le mouvement des billes 33 et des logements 32 selon la flèche D (ou symétriquement) provoque un déplacement de la chemise 320 et du bras 220 qui constituent ensemble l'organe mobile, tel que celui-ci s'éloigne de l'organe fixe toujours suivant la flèche M (figure 1) On peut donc dire que le sens du déplacement M de l'organe mobile suivant la direction X-X', à partir de la position moyenne de référence, est toujours le même. Dans la suspension de la figure 4, l'articulation 12 est agencée de manière que le déplacement M expliqué plus haut de l'organe mobile provoque un rapprochement de l'extrémité 221 du bras tiré 220, vers le plan médian du véhicule équipé d'une telle articulation En d'autres termes, lorsque la roue 2 agit sur le bras oscillant 220, l'articulation 12 agit de façon à déplacer le bras 220 vers l'intérieur de la caisse 1, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 4 De ce fait, puisque la suspension visible sur la figure 4 comporte la biellette 23, le déplacement M de l'organe mobile de l'articulation 12 provoque un pincement du train dont fait partie la roue 2. Evidemment, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit Ainsi, dans le cas d'une variante, les parties fixe et mobile décrites plus haut peuvent être inversées De plus, les logements 31 et 32 n'ont pas forcément une forme conique, et selon la loi de déplacement que l'on veut obtenir pour l'organe mobile, il est possible que ces logements aient des génératrices concaves ou convexes, ces génératrices étant déterminées suivant les effets recherchés. On a donc obtenu conformément à l'invention une articulation ainsi qu'une suspension équipée de cette articulation qui permettent d'obtenir une correction d'épure telle que le déplacement de l'organe mobile par rapport à l'organe fixe est piloté Un autre avantage de l'articulation conforme à l'invention est qu'elle peut s'intégrer facilement dans divers mécanismes, et que son entretien ne nécessite aucune intervention. Enfin, on précisera que les équivalents des moyens techniques qui viennent d'être décrits ainsi que leurs combinaisons sont comprises dans l'invention, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R-E-Y-E-N-D-I-C-A I-I O O -S 1 Articulation entre un premier organe dit fixe et un second organe mobile en rotation par rapport au premier organe autour d'un axe (X-X'), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de déplacement ( 30) agencés entre le premier et le second organe de façon que tout mouvement de ce dernier en rotation autour dudit axe (X-X') ou perpendiculairement à celui-ci, entraîne un déplacement (M) de l'organe mobile suivant ledit axe et dont le sens, à partir d'une position moyenne de référence, est toujours le même. 2 Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de déplacement ( 30) sont agencés pour que le sens (M) de déplacement précité corresponde à un éloignement de l'organe mobile ( 220, 320) par rapport à l'organe fixe. 3 Articulation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de déplacement ( 30) comportent au moins deux billes ( 33), dont chacune est en contact permanent avec deux logements ( 31, 32) respectivement, ces deux logements, qui sont formés en vis-à-vis et qui s'évasent l'un vers l'autre, étant ménagés l'un ( 31)dans une face ( 31 a) de l'organe fixe et l'autre ( 32) dans une face ( 32 a) de l'organe mobile ( 220, 320). 4 Articulation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les logements ( 31, 32) précités présentent une symétrie de révolution, et les axes de symétrie ( 31 x, 32 x) de deux logements en vis-à-vis sont confondus dans ladite position de référence. Articulation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les logements ( 31, 32) précités ont une forme conique ou analogue. il 6 Articulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens élastiques ( 40) interposés entre les organes fixe et mobile. 7 Articulation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens élastiques ( 40) comprennent une pièce ou masse ( 42) en matière élastique qui est rendue solidaire de l'organe fixe ainsi que de l'organe mobile ( 220, 320) par adhérence. 8 Articulation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la pièce ( 42) en matière élastique est précontrainte de manière à solliciter l'organe mobile ( 320, 220) vers la position moyenne de référence. 9 Articulation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'un des organes fixe et mobile comporte un premier élément rigide ( 310) dans lequel lesdits logements ( 31) sont ménagés, un deuxième élément rigide ( 141) fixe par rapport à l'organe correspondant, ainsi qu'une autre masse en matière élastique ( 41) interposée entre ces éléments rigides ( 310, 141) et adhérant à chacun de ces derniers. Suspension, notamment pour roue arrière ( 2) de véhicule automobile, la roue ( 2) étant montée à une extrémité ( 222) d'un bras tiré ( 220) dont l'autre extrémité ( 221) est reliée à la caisse ( 1) du véhicule par une articulation ( 12), caractérisée en ce que cette articulation ( 12) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 11 Suspension selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de déplacement ( 31, 32, 33) précités sont agencés de manière que l'extrémité ( 221) du bras ( 220) qui est reliée à la caisse ( 1) du véhicule se rapproche du plan médian de ce dernier lors des mouvements de la roue ( 2). 12 Suspension selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une biellette ( 23) sensiblement transversale dont une extrémité ( 224) est articulée sur la caisse ( 1) du véhicule, et dont l'autre ( 223) est articulée sur le support ( 202) de roue ( 2) ou à proximité de celui-ci.