Brevet FR2698426A1 — publié le 19940527

Support élastique à rigidités bi ou tridirectionnelles fortement différentes. La présente invention concerne un support élastique à rigidités bi ou tridirectionnelles fortement différentes, ce support étant destiné à assurer une liaison élastique entre deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et entre lesquelles doivent être assurés certains degrés de liberté. I1 pourra s'agir par exemple d'un support destiné à relier au châssis d'un véhicule un berceau ou un faux châssis supportant un train de roulement. Un tel support peut comporter à cet effet, lorsqu'il est au moins à rigidités bidirectionnelles très différentes, une armature extérieure pourvue de pattes de fixation sur la structure de l'une desdites parties, et une armature intérieure pourvue d'un fond propre à en permettre la fixation à l'autre desdites parties, ces armatures comportant, en regard l'une de l'autre, des parois latérales respectives entre lesquelles est interposée une matière élastique présentant des raideurs différentes selon des directions X et Y perpendiculaires l'une à l'autre et s'étendant dans un plan pratiquement parallèle à celui dudit fond. En cas de rigidités tridirectionnelles très différentes, de la matière élastique peut également être interposée, sous la forme d'un pavé porteur, entre ledit fond de l'armature intérieure et la structure précitée, pour assurer au support la rigidité voulue, indépendante des deux précédentes, selon une direction Z perpendiculaire auxdites directions X et Y ; cette dernière rigidité, en général, aura une valeur intermédiaire, c'est-à-dire inférieure à la rigidité selon la direction Y (direction par exemple transversale), et supérieure à la rigidité selon la direction X (direction par exemple longitudinale), la direction Z étant dans cette hypothèse une direction verticale. Toute autre combinaison reste cependant envisageable. Le plus souvent, ces rigidités bi ou tridirectionnelles très différentes sont obtenues en réalisant des pièces complexes, feuilletées, fortement précontraintes dans au moins une direction, ce qui aboutit à une réalisation onéreuse de plusieurs pièces emmanchées les unes dans les autres après surmoulage du caoutchouc ou élastomère. Le but de la présente invention est d'éviter cet inconvénient, et de pouvoir réaliser le support élastique dont il s'agit avec des rigidités bi ou tridimensionnelles très différentes et bien découplées, ceci tout en conservant un moulage simple et monobloc. Pour ce faire, ce support est, conformément à la présente invention, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un gabarit intercalé entre la paroi latérale de ladite armature extérieure et une masse de matière élastique adhérisée sur la paroi latérale de ladite armature intérieure, cette matière élastique étant surmoulée sur cette paroi avant l'insertion dudit gabarit. De la sorte, il est beaucoup plus facile de surmouler la matière élastique sur l'armature intérieure, tout en ne ménageant, le cas échéant, que des jeux ou gardes très faibles entre ledit gabarit et la matière élastique, le gabarit restant quant à lui très facile à mettre en place après ce surmoulage de la matière élastique. Selon une autre disposition de l'invention, un tel support élastique peut encore être caractérisé en ce que, lesdites armatures ayant chacune, vues en plan, une forme générale quadrangulaire, ledit gabarit a, vu en plan, une forme générale en U, possédant ainsi un fond et deux branches latérales, de sorte à ne s'intercaler qu'entre trois des côtés de la paroi latérale de l'armature extérieure, et les trois côtés correspondants de la paroi latérale de l'armature intérieure. De la sorte, la matière élastique pourra n'être adhérisée directement entre l'armature extérieure et l'armature intérieure que le long de leur quatrième côté, là où ledit gabarit ne s'interpose pas entre ces armatures. La masse de matière élastique adhérisée entre ce quatrième côté de l'armature extérieure et ce quatrième côté de l'armature intérieure sera avantageusement dirigée dans la direction X des faibles raideurs, pour pouvoir travailler en cisaillement dans cette direction ; pour assurer cette faible raideur en directionn X, son épaisseur ne devra pas être trop réduite. A l'opposé de ces quatrièmes côtés, la matière élastique, adhérisée seulement sur le côté correspondant de la paroi latérale de l'armature intérieure, pourra être pratiquement en contact avec le fond du gabarit, ou n'en être séparée que par un infime espace, pour n'augmenter que très peu la raideur dans la direction X des faibles raideurs. Grâce à ces dispositions, le retrait de la matière élastique adhérisée le long des quatrièmes côtés précités des parois latérales en regard des deux armatures pourra être compensé, ce qui confèrera à la pièce la bonne tenue souhaitée ; cela ne pourrait être obtenu dans le cas d'une adhérisation simultanée le long de deux paires de côtés opposés des parois latérales des armatures. Par ailleurs, on pourra conférer à la matière élastique moulée le long de ces quatrièmes côtés et le long des deux côtés opposés une relativement faible épaisseur, ce qui fournira la forte raideur souhaitée dans la direction Y perpendiculaire à la direction X, cette matière élastique travaillant, dans cette direction Y, en traction ou en compression selon les quatrièmes côtés en question, et en compression selon les côtés opposés aux précédents, c'est-àdire entre l'armature intérieure et le fond du gabarit. Selon encore une caractéristique de l'invention, la matière élastique interposée entre les branches latérales dudit gabarit et les côtés correspondants de ladite armature intérieure sur lesquels elle est adhérisée, est d'épaisseur relativement importante, et séparée desdites branches par un mince espace. De la sorte on pourra maintenir la faible ou très faible raideur dans la direction X sur une faible plage de déplacements relatifs entre les deux armatures, correspondant au mince espace précité, avec ensuite augmentation progressive de cette raideur par compression de cette matière élastique, d'un côté ou de l'autre, contre la branche latérale correspondante du gabarit. Il est à noter que le gabarit utilisé conformément à la présente invention permet d'obtenir le mince espace précité sans problème, puisqu'il est mis en place après moulage de la matière élastique ; cela ne serait pas le cas en l'absence de gabarit, car il faudrait alors prévoir sur le moule, à l'emplacement de ce mince espace, une paroi excessivement fragile, qui rendrait l'obtention de ce mince espace impossible. La présente invention porte encore sur d'autres dispositions concernant les déplacements relatifs des deux armatures selon la direction Z, qui en principe sera la direction verticale. L'invention concerne donc encore un support dans lequel de la matière élastique est également interposée, sous la forme d'un pavé porteur, entre ledit fond de l'armature intérieure et la structure précitée, pour assurer au support la rigidité voulue, indépendante des deux précédentes, selon une direction Z perpendiculaire auxdites directions X et Y. Dans un tel cas, le support est avantageusement caractérisé en ce qu'il comporte, pour empêcher tout arrachement dans cette direction Z, des rebords des armatures intérieure et extérieure, servant de butées sensiblement parallèles au plan X-Y et emprisonnant entre elles une partie de ladite matière élastique. Un mode d'exécution de l'invention est décrit cidessous à titre d'exemple nullement limitatif, avec réfé rence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en plan, avec arrachement et coupe partielle, d'un support élastique conforme à l'invention ; - la figure 2 est une demi-vue en coupe verticale selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe verticale selon la ligne III-III de la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue du gabarit en perspective. Sur les figures, l'armature extérieure est désignée E, l'armature intérieure I, et le gabarit G. L'armature extérieure a la forme générale d'un cadre quadrangulaire dont la paroi latérale possède donc quatre côtés opposés deux à deux, référencés 1 et 2, cette paroi latérale étant solidaire d'une embase hexagonale 3 à pattes de fixation 4, lesquelles permettent l'assujettissement du support sur une structure quelconque (non représentée). Ces pattes 4, pourvues de trous de fixation 5, sont relevées par rapport à l'embase 3 pour recevoir par en dessous les pattes de fixation 6 du gabarit G, lesquelles sont pourvues de trous de fixation 7 alignés avec les précédents. Ce gabarit a, vu en plan, la forme générale d'un U, et comporte un fond 13 et deux branches latérales 14, ces branches portant extérieurement les pattes précitées 6.La forme de ce gabarit est telle, comme bien visible sur la figure 1, que la surface extérieure de son fond 13 et de ses branches 14 est exactement en contact avec la surface intérieure correspondante de la paroi latérale de l'armature extérieure, de sorte qu'il n'y ait aucun jeu entre ces surfaces. L'embase 3 de l'armature extérieure E comporte en outre un détrompeur 8, constitué par une petite patte pliée et permettant d'éviter toute erreur de positionnement, une encoche correspondante destinée à la recevoir étant bien entendu prévue dans la structure de support concernée. Quant à la structure intérieure I, elle est également quadrangulaire, et possède une paroi latérale et un fond 9 pourvu d'un trou de fixation 10 permettant son assujettissement à la structure du véhicule. La masse de matière élastique est surmoulée en une fois sur l'armature intérieure I, de sorte à n'adhériser que sur la face intérieure de l'un des côtés 1 (le côté du haut sur la figure 1) de la paroi latérale de l'armature extérieure E. Cette masse de matière élastique, par exemple un élastomère, comporte - un coussin 11 adhérisé entre le côté 1 précité et le côté correspondant 1" de la paroi latérale de l'armature intérieure I, ce coussin, comme indiqué déjà plus haut, étant destiné à travailler d'une part en cisaillement dans la direction X, selon laquelle les déplacements relatifs des deux armatures E et I doivent s'effectuer avec une faible raideur, et d'autre part en compression ou en traction dans la direction Y, selon laquelle les déplacements relatifs des deux armatures doivent s'effectuer avec une forte raideur ;; - un coussin 12 adhérisé seulement sur le côté 1' de la paroi latérale d'armature intérieure I opposé au côté précédent 1", et pratiquement en contact avec le fond 13 du gabarit G (une fois que ce dernier a été mis en place après moulage), ce coussin 12 étant destiné à travailler essentiellement en compression et ayant donc une épaisseur relativement faible pour présenter une grande raideur vi s-à- vis des efforts s'exerçant dans la direction Y ;; - deux coussins 15 entre les branches 14 du gabarit G et les côtés opposés correspondants 2' de l'armature intérieure I, sur lesquels ces coussins sont adhérisês, leur épaisseur, relativement importante, étant telle qu'ils soient faiblement écartés des branches latérales 14 et que, une fois en contact avec l'une ou l'autre de ces branches, par suite de déplacements relatifs des deux armatures dans la direction X, ils n'opposent à ces déplacements qu'une raideur modérée, lentement croissante (l'intérêt du gabarit G pour l'obtention au repos d'un très mince espace e entre les coussins 15 et la partie rigide sur laquelle ils peuvent s'appuyer a déjà été signalé plus haut) ; et - un pavé porteur 16, de forme creuse, adhérisé sur la face interne du fond 9 de l'armature intérieure I et propre à supporter la charge avec la raideur en compression voulue dans la direction Z, cette raideur étant généralement intermédiaire entre les raideurs respectives des masses latérales d'élastomère selon les directions X et Y. Dans l'extrémité de ce pavé est insérée une rondelle de raidissement 17. Pour éviter tout risque d'arrachement en direction Z par suite de débattements excessifs des deux armatures l'une par rapport à l'autre, on a prévu sur l'armature extérieure E deux rebords 18 dirigés vers l'intérieur, et sur l'armature intérieure I, et vis-à-vis des précédents, deux rebords 19 dirigés vers l'extérieur, ces rebords emprisonnant ainsi entre eux une partie des masses de matière élastique 11 et 12. Pour la réception de ces rebords 18 et 19, le gabarit G comporte sur son fond 13 des entailles, respectivement 18' et 19' (voir figure 4). Il y a lieu de noter qu'un jeu se crée automatiquement entre l'entaille 19' du gabarit G et le rebord 19 de l'armature intérieure I, lors de l'application de la charge statique Z. Enfin, un bourrelet 20 sur le bord inférieur de l'armature intérieure I empêche un contact métal/métal en cas de mise en butée de cette armature sur la structure de support de l'armature extérieure E. Pour favoriser les déplacements en X, l'élastomère utilisé pourra, par adjonction d'ingrédients adéquats, avoir un faible coefficient de frottement pour éliminer tous risques de collage entre le gabarit G et le coussin 12. Le gabarit G pourra par ailleurs être recouvert d'un revêtement glissant, c'est-à-dire à faible coefficient de frottement, pour la même raison. REVENDICATIONS 1. Support élastique à rigidités bi ou tridirectionnelles fortement différentes, ce support étant destiné à assurer une liaison élastique entre deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et entre lesquelles doivent être assurés certains degrés de liberté, ledit support comportant à cet effet une armature extérieure (E) pourvue de pattes de fixation (4) sur la structure de l'une desdites parties, et une armature intérieure (I) pourvue d'un fond (9) propre à en permettre la fixation à l'autre desdites parties, ces armatures comportant, en regard l'une de l'autre, des parois latérales respectives entre lesquelles est interposée une matière élastique présentant des raideurs différentes selon des directions X et Y perpendiculaires l'une à l'autre et s'étendant dans un plan pratiquement parallèle à celui dudit fond, caractérisé en ce qu'il comporte un gabarit (G) intercalé entre la paroi latérale de ladite armature extérieure (E) et une masse de matière élastique adhérisée sur la paroi latérale de ladite armature intérieure (I), cette matière élastique étant surmoulée sur cette paroi avant l'insertion dudit gabarit (G). 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lesdites armatures (E, I) ayant chacune, vues en plan, une forme générale quadrangulaire, ledit gabarit (G) a, vu en plan, une forme générale en U, possédant ainsi un fond (13) et deux branches latérales (14), de sorte à ne s'intercaler qu'entre trois des côtés (2, 1, 2) de la paroi latérale de l'armature extérieure (E), et les trois côtés correspondants (2', 1', 2') de la paroi latérale de l'armature intérieure (I). 3. Support selon la revendication 2, caractérisé en ce que, la masse (11) de matière élastique adhérisée directement entre les côtés (1) de la paroi latérale de l'armature extérieure (E) et (1") de l'armature intérieure (I) qui ne sont pas séparés par le gabarit (G), c'est-à-dire entre les "quatrièmes côtés" (1, 1") de ces parois respecti ves qui sont opposés au fond (13) du gabarit (G), est orientée dans la direction X des faibles raideurs pour pouvoir travailler en cisaillement dans cette direction, avec une faible raideur. 4. Support selon la revendication 3, caractérisé en ce que la masse (12) de matière élastique adhérisée sur le côté (1') de la paroi latérale de l'armature intérieure (I) qui est opposé au "quatrième côté" (1") de cette paroi est d'épaisseur relativement peu importante et n'est séparée dudit fond (13) du gabarit (G), au plus, que par un très faible espace. 5. Support selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la matière élastique (15) interposée entre les branches latérales (14) dudit gabarit (G) et les côtés correspondants (2') de ladite armature intérieure (I), sur lesquels elle est adhérisée, est d'épaisseur relativement importante, et séparée desdites branches (14) par un mince espace (e). 6. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel de la matière élastique est également interposée, sous la forme d'un pavé porteur (16), entre ledit fond (9) de l'armature intérieure (I) et la structure précitée, pour assurer au support la rigidité voulue, indépendante des deux précédentes, selon une direction Z perpendiculaire auxdites directions X et Y, caractérisé en ce qu'il comporte, pour empêcher tout arrachement dans cette direction Z, des rebords (19, 18) des armatures intérieure (I) et extérieure (E), servant de butées sensiblement parallèles au plan X-Y et emprisonnant entre elles une partie de ladite matière élastique. 7. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite masse de matière élastique possède un faible coefficient de frottement. 8. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit gabarit (G) est recouvert d'un matériau à faible coefficient de frottement.