Brevet FR2730973A1 — publié le 19960830

La présente invention a pour objet une articulation élastique notamment pour le montage d'un train roulant de véhicule automobile. Les trains roulants de véhicules automobiles et notamment les essieux arrières sont reliés à la caisse du véhicule par des articulations élastiques. Généralement deux articulations élastiques sont disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal du véhicule automobile. L'articulation élastique ne doit pas posséder la même raideur élastique selon toutes les directions. En effet, afin d'obtenir un bon filtrage des vibrations transmises par le train roulant à la caisse du véhicule, il est nécessaire que l'articulation présente la raideur la plus faible possible dans le sens longitudinal. La raideur dans le sens vertical doit être compatible avec la charge de la caisse du véhicule que supporte l'articulation. Par contre, la raideur la plus grande possible est nécessaire dans la direction transversale afin d'assurer le guidage transversal du train roulant par rapport à la caisse du véhicule. Les articulations élastiques utilisées jusqu'à présent comportent une armature externe cylin- drique et une armature interne coaxiale reliées entre elles par un bloc en matériau élastomère et susceptible de se déplacer l'une par rapport à l'autre. Pour augmenter la raideur élastique de l'articulation selon la direction transversale, au moins un pavé de butée est disposé entre deux portions en vis à vis et sensiblement parallèlement à l'axe de l'articu- lation, respectivement de l'armature externe et l'arma- ture interne. Mais, ce genre d'articulation élastique est particulièrement complexe et forme un ensemble monobloc qui ne permet pas de filtrer de manière efficace les mouvements de faibles amplitudes. L'invention a pour but de proposer une articulation élastique permettant d'éviter les inconvé- nients mentionnés ci-dessus. L'invention a donc pour objet une articula- tion élastique notamment pour le montage d'un train roulant d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément amortissant les débattements verticaux et longitudinaux et un élément filtrant les faibles amplitudes, indépendant et coaxial à l'élément amortissant, les deux éléments étant susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - l'élément amortissant et l'élément filtrant sont emmanchés l'un dans l'autre et comportent chacun deux blocs en matériau élastomère symétriques et opposés, disposés alternativement et à 90 les uns des autres, - l'élément amortissant comprend une armature métallique externe formant une couronne munie d'une collerette supérieure dirigée vers l'extérieur de la couronne et d'une collerette inférieure dirigée vers l'intérieure de ladite couronne et dans laquelle sont fixés les deux blocs en matériau élastomère couvrant chacun un secteur angulaire opposé de ladite couronne, chaque bloc comportant une masse centrale prolongée à sa partie supérieure par un bourrelet recouvrant partielle- ment la collerette supérieure et à sa partie inférieure par un bourrelet recouvrant partiellement la collerette inférieure, - l'armature externe de l'élément amortissant est en acier, - l'élément filtrant comprend un noyau métallique central et deux armatures métalliques exté- rieures et opposées, de forme extérieure sectorielle et comportant à leur partie supérieure un collet, ledit noyau et lesdites armatures étant reliés entre eux par les deux blocs en matériau élastomère qui comportent chacun une butée porteuse recouvrant le collet correspon- dant, - le diamètre extérieur déterminé par les deux armatures de l'élément filtrant est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la couronne de l'élément amortissant pour obtenir une précompression des deux blocs en matériau élastomère dudit élément filtrant, - le noyau central et les deux armatures de l'élément filtrant sont en acier, - le noyau central est formé par un tube, - chaque bloc en matériau élastomère de l'élément filtrant comporte un feuilletage intermédiaire, - l'articulation comporte des moyens de positionnement et de verrouillage de l'élément amortis- sant dans l'élément filtrant qui sont formés par deux trous radiaux diamétralement opposés, ménagés dans la couronne de l'élément filtrant et par deux bossages diamétralement opposés, ménagés sur les faces externes des armatures extérieures de l'élément amortissant, les deux bossages étant destinés à pénétrer dans les deux trous au moment de l'emmanchement de l'élément filtrant dans l'élément amortissant, - l'élastomère des blocs de l'élément amortissant possède une rigidité différente de l'élasto- mère des blocs de l'élément filtrant, - l'élastomère des blocs de l'élément amortissant est constitué par un caoutchouc de synthèse, l'élastomère des blocs de l'élément filtrant est constitué par un mélange comprenant du caoutchouc naturel et des additifs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue latérale schématique illustrant le principe général de montage d'un train arrière par rapport à la caisse d'un véhicule automobile, - la Fig. 2 est une vue schématique de dessus de l'articulation élastique conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue en coupe longitudi- nale de l'élément amortissant de l'articulation élastique conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue de dessus de la Fig. 4, - la Fig. 6 est une vue en coupe longitudi- nale de l'élément filtrant de l'articulation élastique conforme à l'invention, - la Fig. 7 est une vue de dessus de la Fig. 6, - la Fig. 8 est une vue identique à la Fig. 3 montrant l'agencement de l'articulation élastique en vue du montage du train arrière. On a représenté à la Fig. 1 un train roulant arrière de véhicule automobile et désigné dans son ensemble par la référence 1, comportant notamment des roues 2 reliées à une poutre centrale 3 par des bras latéraux 4. La poutre centrale 3 est reliée à la caisse par une traverse de train arrière 6 avec interposition de deux articulations élastiques 10 conforment à l'inven- tion et de deux liaisons élastiques 11. Ainsi que représenté sur les Figs. 2 et 3, l'articulation élastique 10 présente une forme générale cylindrique circulaire et elle est agencée de manière que son axe longitudinal X-X soit perpendiculaire à la direction longitudinale du véhicule. L'articulation élastique 10 comprend deux éléments indépendants, un élément 20 amortissant les débattements verticaux et longitudinaux et un élément 50 filtrant les faibles amplitudes, indépendant et coaxial à l'élément 20 amortissant. Les éléments 20 et 50 sont susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre. Comme représenté sur les Figs. 3 à 5, l'élément amortissant 20 comprend une armature métallique extérieure 21 formant une couronne munie d'une collerette supérieure 22 dirigée vers l'extérieur de la couronne 21 et d'une collerette inférieure 23 dirigée vers l'inté- rieur de ladite couronne 21. Deux blocs en matériau élastomère, respecti- vement 24 a et 24b, sont surmoulés et adhérisés sur la face interne de la collerette 21 formant l'armature extérieure. Comme cela apparaît à la Fig. 5, chaque bloc 24a et 24b couvre un secteur angulaire opposé de la couronne 21 et comporte une masse centrale 25a et 25b prolongée à sa partie supérieure par un bourrelet 26a et 26b recouvrant partiellement la collerette supérieure 22 et à sa partie inférieure par un bourrelet 27a et 27b recouvrant partiellement la collerette inférieure 23. Ainsi, les masses centrales 25a et 25b des blocs 24a et 24b orientées vers l'intérieur de la couronne 21 ont une fonction de butée radiale tandis que les bourrelets supérieurs 26a et 26b qui recouvrent chacun un secteur angulaire opposé de la collerette supérieure 22 ont une fonction de butée d'attaque et les bourrelets inférieurs 27a et 27b qui recouvrent chacun un secteur angulaire opposé de la collerette inférieure 23 ont une fonction de butée de détente. La couronne 21 formant l'armature extérieure est par exemple en acier et l'élastomère des blocs 24a et 24b de l'élément amortissant 20 est constitué par un caoutchouc de synthèse, comme par exemple du polybutadiè- ne. L'élément filtrant 50 représenté plus en détail sur les Figs. 6 et 7 se compose d'un noyau métallique central 51 et de deux armatures métalliques extérieures, respectivement 52a et 52b, reliées au noyau central 51 par deux blocs en matériau élastomère, respec- tivement 54a et 54b. Les deux armatures extérieures 52a et 52b ont une forme extérieure sectorielle comme représentée à la Fig. 7 et comporte à leur partie supérieure un collet, respectivement 53a et 53b. Chaque bloc 54a et 54b comporte à sa partie supérieure une butée porteuse filtrante 55a et 55b recouvrant le collet 53a et 53b correspondant. Le noyau central 51 et les deux armatures 52a et 52b sont par exemple en acier et le noyau central 51 est formé par un tube comportant un orifice 56 pour le passage d'un organe de fixation de l'articulation élastique avec la caisse 5 du véhicule, comme on le verra ultérieurement. Les blocs 54a et 54b en matériau élastomère peuvent comporter également chacun un feuilletage, respectivement 57a et 57b, dont le but est de doubler la raideur radiale de ces deux blocs. Le rayon extérieur R2 de chaque armature extérieure 52a et 52b de l'élément filtrant 50 est égal au rayon intérieur R1 de l'armature externe 21 de l'élément amortissant 20. L'élastomère des deux blocs 54a et 54b de l'élément filtrant 50 est constitué par un mélange comprenant du caoutchouc naturel et des additifs comme par exemple de l'huile, du noir de carbone ou un anti- oxydant. L'assemblage de l'articulation élastique 10 est réalisé de la façon suivante. Tout d'abord, on réalise l'élément absorbant de façon à surmouler les blocs 24a et 24b en matériau élastomère à l'intérieur de l'armature externe 21, puis on réalise l'élément filtrant 50 pour surmouler les blocs 54a et 54b en matériau élastomère entre le noyau central 51 et les deux armatures extérieures 52a et 52b. Ensuite, on emmanche l'élément filtrant 50 à l'intérieur de l'élément amortissant 20 afin que les faces externes des armatures 52a et 52b dudit élément filtrant viennent s'appliquer sur la face interne de l'armature 21 dudit élément absorbant. Ainsi, les blocs 24a, 24b et 54a, 54b respectivement de l'élément absorbant 20 et de l'élément filtrant 50 sont disposés alternativement et à 90 les uns par rapport aux autres, comme représenté à la Fig. 2. Le maintien de l'élément filtrant 50 dans l'élément amortissant 20 est réalisé par des moyens de positionnement et de verrouillage. Ces moyens de positionnement et de verrouil- lage sont formés par deux trous radiaux 28 diamétralement opposés et ménagés dans la couronne 21 de l'élément filtrant 20 entre les deux blocs 25a et 25b (Figs. 4 et ) et par deux bossages 58 diamétralement opposés et ménagés sur les faces externes des armatures extérieures 52a et 52b de l'élément amortissant 50 (Fig. 6). Au moment de l'emmanchement de l'élément filtrant 50 dans l'élément amortissant 20, les deux bossages 58 pénètrent dans les deux trous 28 et assurent le positionnement et le verrouillage dudit élément amortissant dans ledit élément filtrant. La solution inverse peut être envisagée en prévoyant des bossages tournés vers l'intérieur sur l'armature externe 21 de l'élément amortissant et des trous sur les armatures extérieures 54a et 54b de l'élément filtrant. D'autre part, le diamètre extérieur D2 (Fig. 6) déterminé par les deux armatures 52a et 52b de l'élément filtrant 50 est légèrement supérieur au diamètre intérieur Dl (Fig. 5) de la couronne 21 de l'élément amortissant 20 pour obtenir une précompression des deux blocs 54a et 54b de l'élément filtrant 50 au moment de l'emmanchement serré dudit élément filtrant 50 dans l'élément amortissant 20. Comme représenté à la Fig. 8, l'armature externe 21 de l'élément amortissant 20 est emmanchée serrée dans la traverse 6 du train arrière et les armatu- res extérieures 52a et 52b de l'élément filtrant 50 sont rendus solidaires de la caisse 5 du véhicule par l'inter- médiaire d'un organe de fixation 8 traversant l'orifice 56 du noyau central 51. Une précharge initiale est éventuellement appliquée sur les butées 55a et 55b de l'élément filtrant 50. Lors des petits déplacements ou vibrations de faibles amplitudes, seuls les blocs 54a et 54b en matériau élastomère de l'élément filtrant 50 sont sollicités. Il n'y a pas de transfert d'effort vers la caisse du véhicule à isoler. Lorsque l'amplitude verticale croît, les butées d'attaque constituées par les bourrelets 26a et 26b de l'élément amortissant 20 ou les butées de détente constituées par les bourrelets 27a et 27b dudit élément amortissant 20 agissent et réduisent considérablement le phénomène de "tamisage" longitudinal ou de "tambourine- ment" vertical sur le véhicule. L'articulation élastique selon l'invention présente l'avantage de pouvoir obtenir un gain important au niveau du confort acoustique et vibratoire. En effet, les élastomères constituant les blocs de l'élément amortissant et de l'élément filtrant et correspondant aux deux fonctions recherchées sont différents au point de vue moléculaire et possèdent des duretés différentes ou un module différent ce qui permet de différencier plus aisément les flexibilités et les comportements recherchés ce qui n'est pas le cas lors de l'utilisation d'un élastomère unique. REVENDICATIONS 1. Articulation élastique (1), notamment pour le montage d'un train roulant de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément (20) amortissant les débattements verticaux et longitudinaux et un élément (50) filtrant les faibles amplitudes, indépendant et coaxial à l'élément amortissant (20), les deux éléments (20, 50) étant susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre. 2. Articulation élastique selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que l'élément amortissant (20) et l'élément filtrant (50) sont emmanchés l'un dans l'autre et comportent chacun deux blocs en matériau élastomère (24a, 24b et 54a, 54b) symétriques et opposés, disposés alternativement et à 90 les uns des autres. 3. Articulation élastique selon les revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément amortis- sant (20) comprend une armature métallique (21) externe formant une couronne munie d'une collerette supérieure (22) dirigée vers l'extérieur de la couronne (21) et d'une collerette inférieure (23) dirigée vers l'intérieur de ladite couronne (21) et dans laquelle sont fixés les deux blocs (25a, 25b) en matériau élastomère couvrant chacun un secteur angulaire opposé de ladite couronne (21), chaque bloc (24a, 24b) comportant une masse centrale (25a, 25b) prolongée à sa partie supérieure par un bourrelet (26a, 26b) recouvrant partiellement la collerette supérieure (22) et à sa partie inférieure par un bourrelet (27a, 27b) recouvrant partiellement la collerette inférieure (23). 4. Articulation élastique selon la revendica- tion 3, caractérisée en ce que l'armature externe (21) est en acier. 5. Articulation élastique selon les revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément filtrant (50) comprend un noyau métallique central (51) et deux armatures métalliques (52a, 52b) extérieures et opposées, de forme extérieure sectorielle et comportant à leur partie supérieure un collet (53a, 53b), ledit noyau (51) et lesdites armatures (52a, 52b) étant reliées entre eux par les deux blocs (54a, 54b) en matériau élastomère qui comportent chacun une butée porteuse (55a, 55b) recou- vrant le collet (53a, 53b) correspondant. 6. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le diamètre extérieur déterminé par les deux armatu- res (52a, 52b) de l'élément filtrant (50) est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la couronne (21) de l'élément amortissant (20) pour obtenir une précompres- sion des deux blocs (54a, 54b) en matériau élastomère de l'élément filtrant (50). 7. Articulation élastique selon les revendi- cations 5 et 6, caractérisée en ce que le noyau central (51) et les deux armatures (52a, 52b) sont en acier. 8. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le noyau central (51) est formé par un tube. 9. Articulation élastique selon les revendi- cations 2 et 5, caractérisée en ce que le bloc (54a, 54b) en matériau élastomère de l'élément filtrant (50) comporte un feuilletage intermédiaire (57a, 57b). 10. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (28, 58) de positionne- ment et de verrouillage de l'élément amortissant (20) dans l'élément filtrant (50). 11. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de positionnement et de verrouillage sont formés par deux trous radiaux (28) diamétralement opposés, ménagés dans la couronne (21) de l'élément filtrant et par deux bossages (58) diamétralement opposés, ménagés sur les faces externes des armatures extérieures (52a, 52b) de l'élément amortissant (50), les deux bossages (58) étant destinés à pénétrer dans les deux trous (28) au moment de l'emmanchement de l'élément filtrant (50) dans l'élément amortissant (20). 12. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'élastomère des blocs (24a, 24b) de l'élément amortissant (20) possède une rigidité différente de l'élastomère des blocs (54a, 54b) de l'élément filtrant (50). 13. Articulation élastique selon la revendi- cation 12, caractérisée en ce que l'élastomère des blocs (24a, 24b) de l'élément amortissant (20) est constitué par un caoutchouc de synthèse. 14. Articulation élastique selon la revendi- cation 12, caractérisée en ce que l'élastomère des blocs (54a, 54b) de l'élément filtrant (50) est constitué par un mélange comprenant du caoutchouc naturel et des additifs.