Brevet FR2769060A1 — publié le 19990402

La présente invention a pour objet une articula- tion élastique, notamment pour un train roulant de véhicule automobile. Chaque roue des trains roulants des véhicules automobiles et plus particulièrement des trains roulants avant, est reliée à la caisse du véhicule par l'intermé- diaire d'un bras-support formé le plus souvent par un trian- gle de suspension. Chaque extrémité du bras-support opposée à celle supportant la roue est reliée au berceau du moteur du véhi- cule par une articulation élastique. L'articulation élastique ne doit pas posséder la même raideur élastique selon toutes les directions et com- prend généralement un tube central et une enveloppe externe destinés à être reliés respectivement au châssis du véhicule et à une extrémité du bras-support. Le tube central et l'enveloppe externe coaxiale sont reliés l'un à l'autre par adhérisation entre les surfa- ces en regard dudit tube central et de ladite enveloppe ex- terne d'une masse en matériau élastomère. La masse en matériau élastomère présente des formes particulières adaptées pour générer des raideurs élastiques différentes selon les sollicitations de l'articu- lation élastique. Généralement, les articulations élastiques uti- lisées jusqu'à présent présentent un rapport entre la rai- deur axiale et la raideur radiale relativement élevé. L'invention a pour but de proposer une articula- tion élastique à axe vertical qui présente des rigidités différemment réparties par rapport aux articulations élasti- ques classiques et qui permet d'avoir un sens de pivotement orienté suivant une direction bien définie, tout en formant une pièce compacte, monobloc et de coût réduit pour une fonction demandée complexe. L'invention a donc pour objet une articulation élastique, notamment pour un train roulant de véhicule auto- mobile, du type comprenant un tube central et une enveloppe externe coaxiale destinés à être reliés respectivement au châssis du véhicule et à une extrémité d'un bras support d'une roue du train roulant, caractérisée en ce qu'elle com- prend: - deux tenons radiaux et opposés, situés au cen- tre du tube et s'étendant perpendiculairement à ce tube, lesdits tenons étant solidaires dudit tube, - deux demi-bagues cylindriques disposées autour du tube central et adaptées pour être emmanchées dans l'en- veloppe externe, chaque demi-bague présentant dans l'axe du tenon correspondant un orifice radial, - et une masse en matériau élastomère reliant chaque demi-bague avec le tenon correspondant et avec le tube central, ladite masse en matériau élastomère comportant entre les tenons une gorge supérieure et une gorge infé- rieure séparées l'une de l'autre par une partie pleine de cette masse en matériau élastomère. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chaque tenon est venu de matière avec le tube central, - chaque tenon est réalisé en matériau thermo- plastique surmoulé sur le tube central, - chaque tenon présente une section circulaire, - chaque demi-bague comporte sur ses bords supé- rieur et inférieur une portion en saillie, - l'orifice radial ménagé dans chaque demi-bague est rond ou oblong, - chaque demi-bague est réalisée en matériau thermoplastique ou en aluminium moulé, - l'enveloppe externe comporte sur ses bords su- périeur et inférieur une collerette rabattue vers l'inté- rieur. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, don- née à titre d'exemple et faite en référence aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'un bras-support d'une roue d'un train roulant d'un véhi- cule automobile et muni à ses extrémités reliées à la caisse de ce véhicule d'une articulation élastique, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 1., - la Fig.4 est une vue en coupe longitudinale du tube central de l'articulation élastique, conforme à l'in- vention, - la Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une demi-bague de l'articulation élastique, conforme à l'invention, - la Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale de l'enveloppe externe de l'articulation élastique, conforme à l'invention, - la Fig. 7 est une vue en coupe longitudinale de l'articulation élastique montrant le pivotement du bras de support de la roue du train roulant. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un bras-support 1 d'une roue 2 d'un train roulant de véhi- cule automobile. Ce bras-support 1 est formé par un triangle de suspension dont une extrémité est reliée à la roue 2 par un pivot 3 et dont les deux autres extrémités sont reliées cha- cune à la caisse 4 du véhicule automobile, comme par exemple le berceau du moteur, par une articulation 10 à axe verti- cal. En se reportant maintenant aux Figs.2 à 6, on va décrire une articulation élastique 10 à axe vertical. Cette articulation élastique 10 comprend un tube central 11 métallique, comme par exemple en acier ou en alu- minium. Le tube central 11 comporte un alésage axial 12 destiné au passage d'un organe de liaison, non représenté, avec la caisse 4 du véhicule automobile. Ce tube central 11 comporte également deux te- nons 13 radiaux et opposés, situés au centre du tube 11 et s'étendant perpendiculairement à celui-ci, comme représenté plus particulièrement à la Fig. 4. Enfin, le tube central 11 comporte aussi, à cha- cune de ses extrémités, un rebord périphérique 14. Selon un premier mode de réalisation, chaque te- non 13 est venu de matière avec le tube central 11. Selon un second mode de réalisation, chaque te- non 13 est réalisé en matériau thermoplastique surmoulé sur le tube central 11 qui est de préférence, dans ce cas, en acier. Chaque tenon 13 présente une section circulaire. L'articulation élastique 10 comprend également deux demi-bagues 15 cylindriques destinées à être placées autour du tube central 11. Chaque demi-bague 15 réalisée de préférence en matériau thermoplastique ou en aluminium moulé comporte un orifice radial 16 rond ou oblong et destiné à être disposé dans l'axe du tenon 13 correspondant. D'autre part, chaque demi-bague 15 comporte sur ses bords supérieur et inférieur une portion en saillie 17, comme représenté à la Fig. 5. Les demi-bagues 15 sont maintenues sur le tube central 11 par une masse en matériau élastomère désignée dans son ensemble par la référence 20 et qui adhère sur les faces en regard du tube central 11 et des demi-bagues 15. Comme représenté sur les Figs 2 et 3, la masse en matériau élastomère relie donc chaque demi-bague 15 avec le tenon 13 correspondant et avec le tube central 11. Cette masse 20 en matériau élastomère s'étend autour des tenons 13 pour former, entre ces tenons 13 et les demi-bagues 15, une portion d'élastomère 20a disposée sur les extrémités dudit tenon 13 et une portion d'élastomère b disposée entre la périphérie des tenons 13 et la face interne des demi-bagues 15. Par ailleurs, une portion d'élastomère 20c s'étend entre les portions en saillie 17 de chaque demi- bague 15 et la paroi externe du tube central 11. D'autre part, la masse 20 en matériau élastomère comporte, entre les tenons 13 du tube central 11, une gorge supérieure 21a et une gorge inférieure 21b séparées l'une de l'autre par une partie pleine 22 de cette masse 20 en maté- riau élastomère. L'articulation élastique 10 comporte enfin une enveloppe externe 25 coaxiale au tube central 11 et qui est destinée à être reliée à l'extrémité correspondante du bras- support 1. Comme représenté à la Fig. 6, l'enveloppe ex- terne 25 est formée par une douille ménageant un espace in- terne destiné à recevoir l'ensemble constitué par le tube central 11, la masse 20 en matériau élastomère et les deux demi-bagues 15. Cette enveloppe externe 25 comporte sur son bord inférieur une collerette 26 rabattue vers l'intérieur. L'enveloppe externe 25 est de préférence en acier. L'assemblage des différents éléments composant l'articulation élastique 10 est réalisé de la façon sui- vante. Tout d'abord, on prépare la face externe du tube central 11 et les faces internes des deux demi-bagues 15 pour l'adhérisation du matériau élastomère et on place ce tube central 11 et ces deux demi- bagues 15 dans un outil de moulage, non représenté, et on injecte entre ces éléments la masse 20 en matériau élastomère. Après ce surmoulage, on emmanche dans l'enve- loppe externe 25, les deux demi-bagues 15 solidaires du tube central 11 par la masse 20 en matériau élastomère, puis le bord supérieur de l'enveloppe externe 25 est rabattu vers l'intérieur pour former une collerette 27 et cet ensemble est emmanché dans l'orifice correspondant ménagé à l'extré- mité du bras-support 1. Comme on peut le voir à la Fig. 7, le bras sup- port 1 peut pivoter autour de l'axe X grâce aux tenons 13 qui tournent dans les orifices 16 des deux demi-bagues 15 avec un filtrage propre aux portions d'élastomère 20b qui assurent le rappel. Ainsi, le bras support 1 peut se débattre de fa- çon orientée autour de l'axe X. Les orifices 16 ménagés dans les deux demi- bagues 15 peuvent être ronds ou oblongs en fonction des dé- battements et des raideurs à obtenir suivant les axes X,Y et Z. Le brassupport 1 peut se déplacer suivant l'axe Y grâce aux gorges 21a et 21b ménagées dans la masse 20 en matériau élastomère entre les tenons 13. La quantité de matériau élastomère située au ni- veau de ces gorges 21a et 21b assure la rigidité partielle selon l'axe Y sans avoir une grande influence dans l'axe Z. La portion 21a de matériau élastomère placée au niveau des extrémités de chaque tenon 13 permet de régler une loi de flexibilité sur l'axe X. La rigidité suivant cet axe X est assurée par les portions 20a ainsi que par le ci- saillement des portions d'élastomère 20b et par la compres- sion radiale des portions d'élastomère 20c entre les tubes et les portions en saillie 17 des demi-bagues 15. La rigidité suivant l'axe Z est assurée princi- palement par la rigidité radiale des portions d'élastomère b comprimées entre le tube central 11 et chaque tenon 13 et par la compression des portions d'élastomère 20c entre le tube central 11 et les portions en saillie 17 des demi- bagues 15. L'articulation élastique à axe vertical selon l'invention permet de maîtriser le sens de débattement angu- laire du bras-support d'un train roulant grâce au principe des tenons tourillonnants. La raideur conique est celle de la rigidité tor- tionnelle de l'articulation élastique. De plus, les différentes raideurs peuvent être facilement réglées en jouant sur la forme des orifices des deux demi-bagues et sur le diamètre des tenons. L'articulation élastique selon l'invention pré- sente l'avantage de former une pièce compacte et de coût ré- duit. REVENDICATIONS 1. Articulation élastique notamment pour un train roulant de véhicule automobile, du type comprenant un tube central (11) et une enveloppe externe (25) coaxiale destinés à être reliés respectivement au châssis (4) du vé- hicule et à une extrémité d'un bras support (1) d'une roue (2) du train roulant, caractérisée en ce qu'elle comprend: - deux tenons (13) radiaux et opposés, situés au centre du tube central (11) et s'étendant perpendiculaire- ment à ce tube (11), lesdits tenons (13) étant solidaires dudit tube (11), - deux demi-bagues (15) cylindriques disposées autour du tube central (11) et adaptées pour être emmanchées dans l'enveloppe externe (25), chaque demi-bague (15) pré- sentant dans l'axe du tenon (13) correspondant un orifice radial (16), - et une masse (20) en matériau élastomère re- liant chaque demi-bague (15) avec le tenon (13) correspon- dant et avec le tube central (11), ladite masse (20) en ma- tériau élastomère comportant, entre les tenons (13), une gorge supérieure (21a) et une gorge inférieure (21b) sépa- rées l'une de l'autre par une partie pleine (22) de cette masse (20) en matériau élastomère. 2. Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque tenon (13) est venu de ma- tière avec le tube central (11). 3. Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque tenon (13) est réalisé en matériau thermoplastique surmoulé sur le tube central (11). 4. Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que cha- que tenon (13) présente une section circulaire. 5. Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque demi-bague (15) comporte sur ses bords supérieur et inférieur une portion (17) en saillie. 6. Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'orifice radial (16) ménagé dans chaque demi-bague (15) est rond ou oblong. 7.Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications 1, 5 et 6, caractérisée en ce que chaque demi-bague (15) est réalisée en matériau thermoplastique ou en aluminium moulé. 8. Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe externe (25) comporte sur ses bords supérieur et inférieur une collerette (26, 27) rabattue vers l'intérieur.