Brevet FR2788822A1 — publié le 20000728

Support antivibratoire hydraulique, train de roulement équipé d'un tel support, et procédé de fabrication d'un tel support. La présente invention est relative aux supports antivibratoires hydrauliques, aux trains de roulement équipés de tels supports, et aux procédés de fabrication de tels supports. Plus particulièrement, l'invention concerne un support antivibratoire hydraulique destiné à être interpo- sé entre des premier et deuxième éléments rigides pour amortir des vibrations au moins selon un premier axe, ce support étant adapté pour être emboîté dans un logement appartenant au deuxième élément rigide, et ledit support comportant: - une armature rigide intérieure qui s'étend lon- gitudinalement selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe et qui est destinée à être solidarisée avec le premier élément rigide, - une armature rigide extérieure qui présente une forme tubulaire centrée sur le deuxième axe et qui entoure l'armature intérieure, - un corps en élastomère reliant entre elles les armatures intérieure et extérieure en délimitant avec cel- les-ci au moins deux chambres hydrauliques remplies de li- quide, qui sont disposées de part et d'autre de l'armature intérieure et qui sont reliées entre elles par un passage étranglé, - une armature intermédiaire rigide qui est noyée dans le corps en élastomère au voisinage de l'armature ex- térieure et qui est évidée en regard des chambres hydrau- liques, cette armature intermédiaire comportant deux an- neaux rigides qui sont centrés sur le deuxième axe et qui encadrent axialement les chambres hydrauliques, l'armature extérieure enserrant ces deux anneaux rigides, - et un enrobage extérieur en élastomère qui est destiné à venir en contact avec le premier élément rigide lorsque le support est emboîté dans son logement selon le deuxième axe, de façon que l'armature extérieure et l'armature intermédiaire soient reçues sensiblement sans jeu dans ledit logement et sans contact direct avec le premier élément rigide. Les supports antivibratoires connus de ce type peuvent être destinés notamment à être interposés entre la caisse d'un véhicule et un berceau appartenant à l'un des trains de roulement de ce véhicule. Dans ces supports, l'enrobage extérieur en élastomère est surmoulé sur l'armature tubulaire extérieure. Ceci oblige à effectuer deux moulages d'élastomère, l'un sur l'armature intérieure et sur l'armature intermédiaire et l'autre sur l'armature extérieure, d'o un prix de revient assez élevé du support antivibratoire. La présente invention a notamment pour but de pal- lier cet inconvénient. A cet effet, selon l'invention, un support antivi- bratoire du genre en question est essentiellement caracté- risé en ce que l'enrobage extérieur est formé par des pre- mière et deuxième portées annulaires (continues ou éven- tuellement discontinues) qui appartiennent au corps en élastomère et qui sont disposées en correspondance avec les deux anneaux de l'armature intermédiaire en encadrant axialement l'armature extérieure, --7 -àIr en ce qu'au moins la première portée présente un encombre- ment radial supérieur à l'armature tubulaire extérieure, la deuxième portée présentant un encombrement radial au plus égal à celui de la première portée, et en ce que l'armature tubulaire extérieure est dépourvue d'élastomère. Grâce à ces dispositions, la réalisation du sup- port antivibratoire selon l'invention ne nécessite qu'un seul moulage d'élastomère sur l'armature intérieure et sur l'armature intermédiaire, ce qui diminue le coût dudit support. Cette simplification est obtenue tout en conser- vant un montage par emboîtement du support antivibratoire comme dans l'art antérieur, le maintien du support dans le logement du premier élément rigide étant obtenu par con- tact entre les deux portées annulaires du corps en élasto- mère et la surface périphérique intérieure qui délimite ledit logement. De plus, la suppression de l'élastomère moulé sur l'armature tubulaire extérieure diminue également le poids du support antivibratoire. Dans des modes de réalisation préférés du support antivibratoire selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispo- sitions suivantes: - l'armature intermédiaire comporte, au- delà de la première portée du corps en élastomère, un collet qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est revêtu d'une couche d'élastomère appartenant audit corps en élas- tomère, en formant ainsi un épaulement orienté axialement vers les première et deuxième portées; - les première et deuxième portées ont sensible- ment le même encombrement radial (le logement du premier élément rigide qui est destiné à recevoir le support a alors de préférence une forme cylindrique, de révolution ou non); - l'encombrement radial de la deuxième portée est au plus égal à la largeur intérieure de l'armature exté- rieure (le logement du premier élément rigide qui est des- tiné à recevoir le support a alors une première partie cy- lindrique, de révolution ou non, qui correspond à la pre- mière portée du corps en élastomère, et une deuxième par- tie plus étroite qui reçoit la deuxième portée du corps en élastomère); l'armature extérieure est métallique; - l'armature extérieure, les deux anneaux rigides de l'armature intermédiaire et les deux portées du corps en élastomère présentent une forme symétrique de révolu- tion autour du deuxième axe, la première portée présentant ainsi un diamètre supérieur au diamètre extérieur de l'ar- mature extérieure, et la deuxième portée présentant un diamètre au plus égal au diamètre de la première portée; - les diamètres des première et deuxième portées sont sensiblement égaux; - le diamètre de la deuxième portée est au plus égal au diamètre intérieur de l'armature extérieure. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un train de roulement pour véhicule automobile, comportant un berceau rigide présentant au moins un logement délimité par une surface périphérique rigide dans laquelle est en- gagé un support antivibratoire tel que défini ci-dessus, les première et deuxième portées du corps en élastomère de ce support étant en contact radial avec ladite surface pé- riphérique du logement pour que l'armature extérieure et l'armature intermédiaire soient reçues sensiblement sans jeu dans ledit logement et sans contact direct avec le berceau. Dans des modes de réalisation préférés du train de roulement selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la surface périphérique du logement est sensi- blement cylindrique (de révolution ou non) et les première et deuxième portées présentent sensiblement le même encom- brement radial; - l'encombrement radial de la deuxième portée est au plus égal à la largeur intérieure de l'armature exté- rieure et la surface périphérique du logement comporte d'une part, une première partie cylindrique (de révolution ou non) qui correspond à la première portée du corps en élastomère, et d'autre part, une deuxième partie plus étroite qui reçoit la deuxième portée du corps en élasto- mère. Enfin, l'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un support antivibratoire tel que défini ci-dessus, comportant les étapes consistant à: - mouler le corps en élastomère sur l'armature intérieure et l'armature intermédiaire, - engager sur le corps en élastomère un tube mé- tallique dépourvu d'élastomère qui présente une largeur intérieure supérieure à l'encombrement radial de la deuxième portée, - puis, le corps en élastomère et le tube métal- lique étant placés dans un bain de liquide, rétreindre le tube métallique pour obtenir l'armature extérieure du sup- port, en enserrant les premier et deuxième anneaux de l'armature intermédiaire pour fermer les deux chambres hy- drauliques de façon étanche. Avantageusement, l'encombrement radial de la deuxième portée est inférieur à l'encombrement radial de la première portée, et la largeur intérieure du tube mé- tallique est inférieure à l'encombrement radial de la pre- mière portée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exem- ples non limitatifs, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique d'un véhi- cule automobile comportant un train arrière équipé de sup- ports antivibratoires selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du train arrière du véhicule de la figure 1, O20 - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un des supports antivibratoires qui peuvent équiper le train de roulement de la figure 2, selon une première forme de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, en demi-coupe axiale, montrant le support antivibra- toire dans une étape intermédiaire de sa fabrication, - et la figure 6 est une vue similaire à la fi- gure 3, en demi-coupe axiale, montrant un support antivi- bratoire selon une deuxième forme de réalisation de l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un véhicule automobile 1 qui com- porte une caisse 2 portée par un train de roulement avant 3 et un train de roulement arrière 4. Comme représenté sur la figure 2, le train de rou- lement arrière 4 comporte un berceau métallique rigide 5 sur lequel sont montées les roues arrières 6 du véhicule. Ce berceau porte la caisse 2 du véhicule par l'intermé- diaire de supports antivibratoires en forme de plots qui sont engagés verticalement dans des logements dudit ber- ceau. Dans l'exemple considéré ici, ces supports antivi- bratoires comprennent deux supports antivibratoires hy- drauliques 7 réalisés conformément à la présente inven- tion, et deux supports antivibratoires non hydrauliques 8. Les supports antivibratoires 7,8 constituent des liaisons souples qui permettent un certain débattement en- tre la caisse 2 et le berceau 5 selon l'axe vertical Z, l'axe longitudinal X du véhicule et l'axe transversal Y du véhicule, tout en amortissant les mouvements vibratoires relatifs entre le berceau 5 et la caisse 2 notamment selon l'axe X. Le train de roulement avant 3, quant à lui, peut également comporter un berceau rigide relié à la caisse 2 par des supports antivibratoires, qui dans l'exemple par- ticulier considéré ici sont des supports non hydrauliques, donc non réalisés conformément à l'invention. Toutefois, les supports antivibratoires hydrauliques de l'invention pourraient bien entendu être utilisés pour équiper un train avant de véhicule, ou toute autre partie du véhi- cule. Comme représenté sur les figures 3 et 4, chaque support antivibratoire hydraulique 7 comporte une armature métallique rigide 9 qui s'étend longitudinalement selon l'axe vertical Z et qui est destinée à être fixée à la caisse 2 du véhicule. Sur cette armature intérieure est surmoulé et vul- canisé un corps en élastomère 10 délimitant partiellement deux chambres hydrauliques A, B, qui sont disposées de part et d'autre de l'armature intérieure 9 et qui sont re- liées entre elles par un canal étranglé C percé dans la- dite armature intérieure 9. Dans le corps en élastomère 10 est noyée une arma- ture intermédiaire rigide 11 qui se présente sous la forme d'une pièce métallique ayant une forme générale de révolu- tion autour de l'axe Z. Cette l'armature intermédiaire est ajourée au niveau des chambres hydrauliques A, B de façon à permettre la réalisation de ces chambres lors du moulage du corps en élastomère 10. L'armature intermédiaire 11 forme ainsi: - deux anneaux rigides 12, 13 qui sont centrés sur l'axe Z et qui sont disposés axialement de part et d'autre des chambres hydrauliques A, B, chaque anneau 12, 13 comportant d'une part, une partie centrale cylindrique d'axe Z, respectivement 14, 15, relativement proche des chambres hydrauliques, et d'autre part, une partie d'ex- trémité cylindrique d'axe Z, respectivement 16, 17 qui est plus éloignée des chambres hydrauliques et qui présente un plus grand diamètre (le diamètre extérieur de la partie d'extrémité 16, 17 de chacun des anneaux peut par exemple être supérieur d'environ 3 à 6 mm au diamètre extérieur de la partie centrale 14, 15 correspondante), - et d'autre part, deux pontets verticaux 18 qui relient l'un à l'autre les deux anneaux 12, 13 au niveau de la partie du corps en élastomère qui forme une cloison entre les deux chambres hydrauliques A, B, laquelle cloi- son est de préférence pourvue d'un évidemment en forme de puits 19 au niveau de chaque pontet 18 pour augmenter la souplesse verticale du support 7. De plus, l'anneau supérieur 13 se prolonge à son extrémité supérieure par un collet 20 qui s'étend radiale- ment vers l'extérieur. Une relativement fine couche d'élastomère, appar- tenant au corps en élastomère 10, recouvre entièrement la surface extérieure de l'armature intermédiaire 17, en for- mant ainsi: - un épaulement horizontal en élastomère 21, dis- posé sous le collet 18, - deux portées annulaires centrales en élastomère 22, 23 recouvrant extérieurement les parties centrales 14, des deux anneaux 12, 13, - et deux portées annulaires extérieures en élas- tomère 24, 25 qui recouvrent les parties d'extrémité 16, 17 des anneaux 12, 13 et qui présentent avantageusement le même diamètre extérieur Di. Enfin, une armature tubulaire extérieure 26, réa- lisée uniquement en métal sans aucun surmoulage d'élasto- mère, enserre les deux portées annulaires 22, 23 et les parties centrales 14, 15 des anneaux 12, 13 en fermant les chambres A, B. L'armature tubulaire extérieure 26 présente un diamètre extérieur D2 inférieur au diamètre Dl, la dif- férence entre les diamètres D2 et Dl pouvant être par exemple comprise entre 1 et 3 mm. Le support antivibratoire ainsi constitué est em- boîté verticalement dans un logement cylindrique 27 qui traverse le berceau 5, jusqu'à ce que l'épaulement 21 en élastomère bute contre la face supérieure du berceau entre 5. Le logement 27 présente avantageusement un diamè- tre intérieur égal ou légèrement inférieur au diamètre Dl susmentionné, ce diamètre intérieur étant dans tous les cas supérieur au diamètre D2, de façon à éviter tout con- tact direct entre l'armature tubulaire extérieure 26 et le berceau 5. De cette façon, le support antivibratoire 7 est maintenu horizontalement dans le logement 27 grâce aux portées annulaires en élastomère 22, 23, qui sont serrées élastiquement à l'intérieur dudit logement 7, et ce sans contact direct entre l'armature tubulaire extérieure 26 et le berceau 5. Le support antivibratoire hydraulique 7 qui vient d'être décrit est de préférence réalisé comme suit: - on moule et on vulcanise le corps en élastomère sur l'armature intérieure 9 et l'armature intermédiaire 11, on engage à l'extérieur du corps en élastomère un tube métallique 26a dépourvu d'élastomère, qui pré- sente un diamètre intérieur supérieur au diamètre Dl sus- mentionné, comme représenté sur la figure 5, - puis, le corps en élastomère 10 et le tube mé- tallique 26a étant placés dans un bain de liquide, on ré- treint le tube métallique 26a jusqu'à obtenir l'armature tubulaire extérieure 26, en enserrant les parties centra- les 14, 15 des anneaux 12, 13 ainsi que les portées cen- trales en élastomère 22, 23 pour fermer de façon étanche les chambre hydrauliques A, B. De préférence, les portées centrales en élastomère 22, 23 comportent des nervures annulaires 28 formant des lèvres d'étanchéité, qui sont au moins partiellement écra- sées lors du rétreint du tube 26a. La deuxième forme de réalisation de l'invention qui est représentée sur la figure 6, est similaire à la première forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 4, et ne sera donc pas décrite en détail ici. Cette deuxième forme de réalisation se distingue de la première forme de réalisation par le fait que: - la partie d'extrémité 16 de l'anneau inférieur 12 présente un diamètre inférieur au diamètre des parties centrales 14, 15 des anneaux 12, 13, - la portée extérieure en élastomère 24 qui re- couvre ladite partie extérieure 16 présente un diamètre extérieur D3 inférieur au diamètre intérieur de l'armature tubulaire extérieure 26, ou tout au moins inférieur au diamètre extérieur des portées centrales en élastomère 22, 23 avant rétreint du tube 26a susmentionné, ce qui permet l'utilisation d'un tube métallique initial 26a de plus faible diamètre que dans la première forme de réalisation, d'o un gain de matière et une réalisation plus facile du rétreint de ce tube, - et le logement 27 du berceau 5 comporte une partie inférieure rétrécie 29 ayant un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre D3 ou légèrement inférieur, laquelle partie rétrécie 29 est en contact radial avec la portée annulaire en élastomère 24, tandis que la partie supérieure 30 du logement 27 présente comme précédemment une forme cylindrique de diamètre Di ou légèrement infé- rieur pour coopérer par emboîtement avec la portée en5 élastomère 25, toujours sans contact entre l'armature tu- bulaire extérieure 26 et le berceau 5. REVENDICATIONS 1. Support antivibratoire hydraulique destiné à être interposé entre des premier et deuxième éléments ri- gides (2, 5) pour amortir des vibrations au moins selon un premier axe (X), ce support étant adapté pour être emboîté dans un logement (27) appartenant au deuxième élément ri- gide (5), et ledit support comportant: - une armature rigide intérieure (9) qui s'étend longitudinalement selon un deuxième axe (Z) perpendicu- laire au premier axe (X) et qui est destinée à être soli- darisée avec le premier élément rigide (2), - une armature rigide extérieure (26) qui pré- sente une forme tubulaire centrée sur le deuxième axe (Z) et qui entoure l'armature intérieure (9), - un corps en élastomère (10) reliant entre elles les armatures intérieure et extérieure (9, 26) en délimi- tant avec celles-ci au moins deux chambres hydrauliques (A, B) remplies de liquide, qui sont disposées de part et d'autre de l'armature intérieure (9) et qui sont reliées entre elles par un passage étranglé (C), - une armature intermédiaire rigide (11) qui est noyée dans le corps en élastomère (10) au voisinage de l'armature extérieure (26) et qui est évidée en regard des chambres hydrauliques (A, B), cette armature intermédiaire comportant deux anneaux rigides (12, 13) qui sont centrés sur le deuxième axe (Z) et qui encadrent axialement les chambres hydrauliques (A, B), l'armature extérieure (26) enserrant ces deux anneaux rigides, - et un enrobage extérieur en élastomère (24, 25) qui est destiné à venir en contact avec le premier élément rigide (5) lorsque le support est emboîté dans son loge- ment (27) selon le deuxième axe (Z), de façon que l'armature extérieure (26) et l'armature intermédiaire (11) soient reçues sensiblement sans jeu dans ledit loge- ment et sans contact direct avec le premier élément rigide (5), caractérisé en ce que l'enrobage extérieur est formé par des première et deuxième portées annulaires (24, 25) qui appartiennent au corps en élastomère (10) et qui sont dis- posées en correspondance avec les deux anneaux (12, 13) de l'armature intermédiaire en encadrant axialement l'armature extérieure (26), en ce qu'au moins la première portée (25) présente un en- combrement radial (Dl) supérieur à l'armature tubulaire extérieure, la deuxième portée (24) présentant un encom- brement radial (Dl, D3) au plus égal à celui de la pre- mière portée (25), et en ce que l'armature tubulaire extérieure (26) est dé- pourvue d'élastomère. 2. Support antivibratoire selon la revendication 1, dans lequel l'armature intermédiaire (11) comporte, au- delà de la première portée (25) du corps en élastomère, un collet (20) qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est revêtu d'une couche d'élastomère (21) appartenant audit corps en élastomère, en formant ainsi un épaulement orienté axialement vers les première et deuxième portées (24, 25). 3. Support antivibratoire selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les première et deuxième portées (25, 24) ont sensiblement le même encom- brement radial (Dl). 4. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'encombrement ra- dial (D3) de la deuxième portée (24) est au plus égal à la largeur intérieure de l'armature extérieure. 5. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'armature ex- térieure (26) est métallique. 6. Support antivibratoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'armature ex- térieure (26), les deux anneaux rigides (12, 13) de l'ar- mature intermédiaire et les deux portées (24, 25) du corps en élastomère présentent une forme symétrique de révolu- tion autour du deuxième axe (Z), la première portée (25) présentant ainsi un diamètre extérieur (Di) supérieur au diamètre (D2) de l'armature extérieure (26), et la deuxième portée (24) présentant un diamètre (Dl, D3) au plus égal au diamètre de la première portée. 7. Support antivibratoire selon la revendication 6, dans lequel les diamètres (Di) des première et deuxième portées (25, 24) sont sensiblement égaux. 8. Support antivibratoire selon la revendication 6, dans lequel le diamètre (D3) de la deuxième portée (24) est au plus égal au diamètre intérieur de l'armature exté- rieure (26). 9. Train de roulement pour véhicule automobile, comportant un berceau rigide (5) présentant au moins un logement (27) délimité par une surface périphérique rigide dans laquelle est engagé un support antivibratoire (7) se- lon l'une quelconque des revendications précédentes, les première et deuxième portées (24, 25) du corps en élasto- mère de ce support étant en contact radial avec ladite - -1 - surface périphérique du logement (27) pour que l'armature extérieure (26) et l'armature intermédiaire (11) soient reçues sensiblement sans jeu dans ledit logement et sans contact direct avec le berceau (5). 10. Train de roulement selon la revendication 9, dans lequel la surface périphérique du logement (27) est sensiblement cylindrique et les première et deuxième por- tées (24, 25) présentent sensiblement le même encombrement radial (D1). 11. Train de roulement selon la revendication 9, dans lequel l'encombrement radial (D3) de la deuxième por- tée (24) est au plus égal à la largeur intérieure de l'armature extérieure (26) et la surface périphérique du logement (27) comporte d'une part, une première partie cy- lindrique (30) qui correspond à la première portée (25) du corps en élastomère, et d'autre part, une deuxième partie (29) plus étroite qui reçoit la deuxième portée (24) du corps en élastomère. 12. Procédé de fabrication d'un support antivibra- toire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant les étapes consistant à: - mouler le corps en élastomère (10) sur l'armature intérieure (9) et l'armature intermédiaire (11), - engager sur le corps en élastomère (10) un tube métallique (26a) dépourvu d'élastomère qui présente une largeur intérieure supérieure à l'encombrement radial (D1,D3) de la deuxième portée (24), - puis, le corps en élastomère (10) et le tube métallique (26a) étant placés dans un bain de liquide, ré- treindre le tube métallique pour obtenir l'armature exté- rieure (26) du support, en enserrant les premier et deuxième anneaux (12, 13) de l'armature intermédiaire pour fermer les deux chambres hydrauliques (A, B) de façon étanche. i5 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'encombrement radial (D3) de deuxième portée (24) est in- férieur à l'encombrement radial (Di) de la première portée (25), et la largeur intérieure du tube métallique (26a) est inférieure à l'encombrement radial (Dl) de la première 1 portée (25).