Brevet FR2889277A1 — publié le 20070202

DISPOSITIF ANTIVIBRATOIRE La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs antivibratoires utilisés pour des véhicules, tels que des automobiles, des camions ou des véhicules ferroviaires. La présente invention se rapporte plus particulièrement à des types de train dit à roue indépendante, de type Pseudo Mc Pherson . L'invention proposée est un des éléments constituant la jambe de force dans un véhicule. Les appuis de suspension avant actuels sont généralement constitués de deux ensembles. Le premier, appelé coupelle appui ressort , réalise l'interface entre le second élément et le ressort de suspension et le second, appelé appui supérieur , réalise l'interface entre la tige d'amortisseur et la caisse. Le second ensemble intègre un roulement permettant la fixation de la tige d'amortisseur. Des éléments en élastomère assurent une fonction de filtration entre les différents éléments (ressort, amortisseurs et caisse). Un appui 1 selon l'Art antérieur est représenté sur la figure 1. Il est réalisé au moyen d'un certain nombre d'armatures. Il s'agit tout d'abord d'une armature extérieure 105 et d'une armature intérieure 102 entre lesquelles interviennent un élément ou des éléments en élastomère 107. Il s'agit ensuite d'une armature 103 de support de roulement soudée à l'armature intérieure 102 et d'une armature de limitation de débattement axial en détente 106 coopérant avec l'armature extérieure 105, de l'élastomère intervenant entre ces deux armatures. Une partie inférieure 104 de l'armature intérieure 102 forme armature de limitation de débattement axial en attaque coopérant avec l'armature extérieure, de l'élastomère intervenant entre ces deux armatures. L'emploi de ces multiples armatures est imposé, d'une part, par les différentes fonctions de la pièce et, d'autre part, par les contingences liées aux procédés d'assemblage. Des soudures sont réalisées pour fixer/assembler les éléments constitutifs les uns aux autres, notamment l'armature support de roulement et l'armature intérieure et l'armature intérieure et l'armature de limitation en détente. Le fait de devoir souder les armatures impose des contraintes de choix des matériaux. En outre, la précision et la qualité des soudures doivent être importantes de manière à assurer notamment le bon positionnement de l'armature de limitation en détente et le calage axial de l'ensemble de l'appui de suspension. Cela rend la fabrication de cette pièce onéreuse. Par ailleurs, la limitation du débattement axial de l'appui en attaque ou en détente est effectuée par une armature venant en butée sur une autre armature. De l'élastomère intervenant entre ces armatures donne lieu à une limitation plus ou moins franche suivant la géométrie et l'élastomère employés. Ce moyen de limitation implique, par le dimensionnement, une moins bonne optimisation du nombre d'empreintes dans le moule. Il en résulte une complexité accrue. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif antivibratoire plus facile à fabriquer et moins onéreux assurant au moins autant de fonctions que les dispositifs existants. Pour ce faire, la présente invention concerne un dispositif antivibratoire destiné à assurer la liaison entre deux éléments dans un véhicule, comportant un élément intérieur et un élément extérieur reliés par au moins un moyen en élastomère, ledit élément intérieur étant associé à un roulement, caractérisé en ce qu'un assemblage d'au plus deux armatures constitue à la fois ledit élément intérieur, un moyen de logement dudit roulement et des moyens de limitation de débattement axial en attaque et en détente coopérant avec ledit élément extérieur et ledit moyen en élastomère. On limite ainsi le nombre de composants nécessaires à la fabrication du dispositif antivibratoire, ainsi que les opérations de soudure à effectuer. Selon un autre aspect de la présente invention, ledit élément intérieur est constitué d'une seule armature comprenant un logement adapté à recevoir ledit roulement. Avantageusement, ledit logement est ouvert à une extrémité inférieure au niveau de laquelle ladite armature comprend au moins un moyen déformable par sertissage, de manière à pouvoir introduire ledit roulement dans ledit logement puis l'immobiliser par sertissage. Avantageusement, ledit moyen déformable par sertissage est une patte rabattable. Selon un autre aspect de la présente invention, ledit élément intérieur est constitué d'une seule armature comprenant au niveau de son extrémité supérieure un moyen déformable par sertissage pour la fixation d'une armature de limitation en détente. Avantageusement, ladite extrémité supérieure comprend une partie rabattable contre ladite armature de limitation en détente. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite armature intérieure comprend au niveau de son extrémité supérieure une partie formant armature de limitation en détente. Dans le cas où l'élément intérieur est constitué d'une seule armature comprenant au niveau de son extrémité inférieure un logement de roulement et comprenant en outre, au niveau de son extrémité supérieure, un moyen déformable par sertissage pour la fixation d'une armature de limitation en détente, il n'y a besoin d'aucune opération de soudage pour assembler le dispositif anti-vibratoire. Dans le cas où l'élément intérieur est constitué d'une seule armature comprenant au niveau de son extrémité inférieure un logement de roulement et dont l'extrémité supérieure comprend une partie formant armature de limitation en détente, non seulement aucune opération de soudage n'est nécessaire pour l'assemblage du dispositif anti-vibratoire mais en outre, l'appui peut être réalisé au moyen de deux armatures, une intérieure et une extérieure, reliée par un moyen en élastomère. Selon un autre aspect de la présente invention, le moyen en élastomère a une forme telle que, lorsqu'il se déforme sous l'effet du déplacement axial en attaque de l'élément intérieur, il vient porter contre une partie périphérique intérieure de l'élément extérieur de manière à réaliser une limitation du débattement axial en attaque. Cette solution a pour avantage une plus grande souplesse et progressivité de la limitation. En outre, la forme que doit avoir l'élastomère pour mettre en uvre cette solution est plus simple. Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, dans l'état de la technique, un évidemment dans l'élastomère est réalisé au niveau du secteur du dispositif antivibratoire permettant une saturation franche en attaque. Ce type de forme rend nécessaire l'utilisation de tiroirs dans le moule d'élastomère. En revanche, pour assurer une limitation du débattement axial par limitation radiale du gonflement de l'élastomère, ce dernier ne doit pas comprendre d'évidemment au niveau de sa partie inférieure, puisqu'on souhaite qu'il vienne porter contre l'armature extérieure. Par conséquent, la conception du moule est simplifiée ce qui permet une fabrication moins coûteuse. Selon un mode d'exécution de l'invention, le moyen en élastomère sera uniforme et continu sur 360 , soit le tour complet dudit dispositif. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, le moyen en élastomère sera discontinu et constitué de pains. De préférence, la partie élastomère présentera une forme conique. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, de modes de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre une vue en coupe d'un dispositif antivibratoire selon l'art antérieure; - la figure 2 illustre une vue en coupe d'un dispositif antivibratoire selon un mode de réalisation de la présente invention; - les figures 3A à 3C illustrent des étapes d'un procédé d'assemblage du dispositif antivibratoire de la figure 2; - la figure 4 illustre une vue en coupe d'un dispositif antivibratoire selon un autre mode de réalisation de la présente invention; - la figure 5 illustre une vue en coupe d'un dispositif antivibratoire selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention; - la figure 6 illustre une étape d'un procédé d'assemblage du dispositif antivibratoire de la figure 5; et - la figure 7 illustre une vue en coupe d'un dispositif antivibratoire selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention. Un dispositif antivibratoire répond à plusieurs exigences techniques liées à la conception propre au train. L'appui supérieur permet d'intégrer les fonctions suivantes: Fixation filtrée de la coupelle d'appui ressort, Positionnement d'une butée à bille recevant la coupelle d'appui ressort, Fixation, guidage et filtration de la tige d'amortisseur, - Logement de la butée d'amortisseur, - Fixation du soufflet de protection de la tige d'amortisseur. En référence à la figure 2, l'appui, ou dispositif antivibratoire 1 selon l'invention, est constitué d'une armature intérieure 2, d'une armature extérieure 5, d'une armature de limitation de détente 6 et d'une partie en élastomère. Un roulement 11 permet la fixation de la tige d'amortisseur qui constitue un élément classique d'un véhicule moteur. Selon l'invention, l'armature intérieure 2, en une seule pièce, comprend une première partie cylindrique 12, une seconde partie évasée formant logement de roulement 11 et une troisième partie sensiblement en forme d'anneau radial formant armature de limitation de débattement axial en attaque 13. L'extrémité inférieure de la première partie cylindrique comprend un évasement s'étendant d'abord sensiblement radialement puis axialement vers le bas de manière à former la partie supérieure du logement de roulement 11. A partir de là, l'armature s'évase encore radialement sur la majorité de sa circonférence de manière à former la partie radiale 13 à l'exception de parties, régulièrement réparties sur la circonférence, qui s'étendent verticalement en dessous de ladite partie radiale de manière à former des pattes 9. Lorsque les pattes 9 s'étendent verticalement, comme c'est le cas par exemple sur la figure 3B, le logement 11 est ouvert vers le bas et le roulement 10 peut y être introduit. Ensuite, ces pattes 9 peuvent être rabattues par sertissage en dessous du roulement 10 de manière à fermer le logement 11 et à immobiliser le roulement 10 dans ce logement. Dans ce dispositif, la limitation en débattement en attaque de l'appui est assurée par la partie radiale 13 coopérant avec l'armature extérieure 5. Un évidemment est ménagé dans l'élastomère 7 entre l'extrémité inférieure d'une partie conique 14 formant l'extrémité intérieure de l'armature 5 et la partie radiale 13. La limitation en débattement en détente de l'appui est assurée par une armature 6, sensiblement en forme d'anneau, qui est assemblée sur la partie supérieure de l'armature intérieure 2 et qui est adaptée à coopérer avec l'armature extérieure 5. L'armature 6 repose d'une part sur l'extrémité supérieure de l'armature 2 et d'autre part sur une partie supérieure de l'élastomère 7, en forme d'anneau de faible épaisseur qui s'étend au-dessus de la partie conique 14 de l'armature extérieure 5. Des pattes 8 prolongent vers le haut, avec une plus faible épaisseur, les parois de la partie cylindrique 12 de cette armature. Du fait de leur plus faible épaisseur, les pattes 8 définissent sur l'extrémité supérieure de l'armature 2 des épaulements qui permettent l'installation de l'armature 6. Les pattes 8 sont rabattues sur l'armature 6 afin de verrouiller cette dernière. Selon un mode de réalisation du dispositif antivibratoire de l'invention, la partie en élastomère 7 est uniforme et continue sur 360 . Elle peut également être discontinue et être constituée de pains. Cette géométrie de caoutchouc sera fonction des caractéristiques des raideurs radiale et axiale désirées. La partie en élastomère de forme conique permet de supprimer les opérations de retreint ou de dudgeonnage généralement effectuées pour compenser le retrait du caoutchouc et la mise sous contrainte. Les figures 3A à 3C représentent schématiquement un procédé d'assemblage d'un appui selon la présente invention. Dans un premier temps, l'armature 6 de limitation de débattement axial en détente est posée sur l'épaulement 16 à l'extrémité supérieure de l'armature 2 et sur la partie supérieure fine de l'élastomère 7. Ensuite, les pattes 8 sont rabattues sur l'armature 6 afin de verrouiller cette dernière. Le roulement 10 est introduit par la partie inférieure ouverte du logement 11 et les pattes 9 sont rabattues de manière à fermer le logement 11 et à immobiliser le roulement 10 dans ce logement. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure 4, l'architecture est différente notamment par le fait qu'une partie intérieure est constituée de l'assemblage de deux armatures. Une armature 204 comprend du haut vers le bas, une partie supérieure 211 cylindrique, une partie centrale 212 cylindrique de diamètre supérieur à la partie supérieure et une partie inférieure 206 incurvée pour s'étendre radialement vers l'extérieur. Cette armature 204 reçoit sur la périphérie de ses parties supérieure 211 et centrale 212 cylindriques la partie élastomère 207. Par ailleurs, sa partie inférieure évasée 206 forme armature de limitation de débattement axial en attaque. Une armature 205 comprend une partie centrale 208 de diamètre correspondant au diamètre de la partie supérieure cylindrique de l'armature 204, une partie inférieure 209 évasée de diamètre correspondant à celui du roulement 10 et une partie supérieure 217 rabattue pour s'étendre radialement vers l'extérieur. Cette armature 205 est assemblée coaxialement à l'armature 204, adhérisée contre la paroi intérieure des parties 211 et 212 de cette dernière. La partie inférieure 212 permet de loger le roulement 10. La partie supérieure 217 forme armature de limitation de débattement axial en détente adaptée à coopérer avec l'armature extérieure. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, dans le secteur 210 dans lequel est réalisée la limitation de débattement axial en détente, une partie supérieure de l'élastomère 207 forme un anneau fin qui prolonge la partie intérieure conique de l'armature extérieure, comme dans le mode de réalisation précédent. Cet anneau en élastomère s'interpose entre la partie 217 de l'armature 205 et l'armature extérieure, de manière à rendre la limitation de débattement axial en détente plus progressive. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, dans le secteur 220 dans lequel est réalisée la limitation de débattement axial en attaque, un évidemment est ménagé dans l'élastomère 207 comme dans le mode de réalisation précédent. Comme dans le mode de réalisation précédent, des pattes permettent le verrouillage du roulement 10. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, ces pattes sont ménagées à intervalle régulier dans le prolongement de la partie centrale 212 de l'armature 204 de manière à s'étendre verticalement vers le bas en dessous de l'armature 204. Ces pattes sont rabattues contre le roulement 10 pour immobiliser ce dernier. Il existe deux possibilités de réalisation de l'armature de détente. Suivant une première possibilité, l'armature 205 est fabriquée sans l'opération d'emboutissage permettant de réaliser le logement 209. Cette armature est introduite dans l'armature 204 et elle subit ensuite un emboutissage pour réaliser le logement de roulement 209. Suivant une autre possibilité l'armature 205 est fabriquée avec son logement 209. En revanche sa partie supérieure 217 est constituée par des pattes qui dans un premier temps s'étendent verticalement de sorte qu'elle peut être glissée dans l'armature 204. Les pattes sont ensuite rabattues de manière à former la partie 217 de limitation de débattement axial en détente. Dans un mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, une armature intérieure 302 forme à la fois élément intérieur recevant l'élastomère 307, moyen de logement de roulement 10 et, en coopération avec l'armature extérieure 315 et de l'élastomère 307, moyen de limitation de débattement axial en attaque et en détente. L'armature 302 comprend du haut vers le bas, une partie centrale 308 cylindrique prolongée vers le bas par une partie cylindrique de plus grand diamètre 309 formant logement de roulement 10, une partie supérieure 317 rabattue pour s'étendre radialement et une partie inférieure 306 incurvée pour s'étendre radialement. Les parties 317 et 306 forment armature de limitation de débattement axial en détente et en attaque. Comme dans les modes de réalisation précédents, des pattes 319 permettent le verrouillage du roulement 10. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 5 et 6, ces pattes sont ménagées à intervalle régulier dans le prolongement de la partie 309 de l'armature 302 de manière à s'étendre verticalement vers le bas en dessous de la partie 306 de l'armature 304. Ces pattes 319sont rabattues contre le roulement 10 pour immobiliser ce dernier. Cette armature 302 reçoit sur les parties cylindriques 306 et incurvée 309 de sa paroi extérieure la partie élastomère 307. Contrairement aux modes de réalisation précédant un évidemment n'est pas ménagé dans l'élastomère 307 au niveau de sa partie inférieure. En revanche, toujours au contraire des modes de réalisation précédents, l'élastomère ne vient pas en prise avec l'armature intérieure au-dessus du logement 309. Ainsi qu'on le voit bien sur les figures 5 et 6, au repos, la partie supérieure de l'élastomère 207 s'étend en s'incurvant d'abord radialement vers l'extérieur puis axialement vers le haut entre le haut du logement 309 et l'extrémité supérieure de la partie intérieure conique 314 de l'armature extérieure 315. L'extrémité de l'élastomère dépasse au-dessus de l'extrémité supérieure de la partie intérieure conique 314 de l'armature extérieure 315 de manière à former, comme dans les modes de réalisation précédents, un anneau fin qui s'interpose entre la partie 307 de l'armature 302 et l'armature extérieure, de manière à rendre la limitation de débattement axial en détente plus progressive. Dans ce mode de réalisation est prévue une limitation du débattement axial en attaque par gonflement de l'élastomère 307. Lors du déplacement axial de l'armature intérieure 302, il s'opère un gonflement de l'élastomère qui vient porter contre la paroi intérieure conique 314 de l'armature extérieure 315, limitant ainsi très fortement le déplacement axial. La figure 6 représente une étape de montage de l'appui de la figure 5. L'armature 302 sort de fabrication avec les pattes 319 et la partie supérieure 317 s'étendant axialement. Après moulage de l'elastomère, la partie supérieure 317 est rabattue pour former armature de limitation en débattement axial en détente. Par ailleurs, lorsque le roulement 10 est introduit dans le logement 309, les pattes 319 sont rabattues pour fermer ce logement et verrouiller en position le roulement 10. La figure 7 représente un autre mode de réalisation qui diffère du mode de réalisation représenté sur la figure 2 en ce qu'une armature intérieure 102 formant également moyen de logement du roulement 10 et moyen de limitation en débattement axial en attaque est de beaucoup plus petite taille que l'armature 2 du mode de réalisation de la figure 2. Une armature 406 de limitation en débattement axial en détente comprend une partie inférieure cylindrique dont l'extrémité inférieure est assemblée à l'extrémité supérieure de l'armature 402 et une partie supérieure s'étendant radialement formant le moyen de limitation en débattement axial en détente proprement dit. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire ( 1; 201; 301; 401) destiné à assurer la liaison entre deux éléments dans un véhicule comportant un élément intérieur (2; 204; 302; 402) et un élément extérieur (5; 215; 315; 405) reliés par au moins un moyen en élastomère (7; 207; 307; 407), ledit élément intérieur étant associé à un roulement (10), caractérisé en ce qu'un assemblage d'au plus deux armatures (2, 6; 204, 205; 302; 402, 406) constitue à la fois ledit élément intérieur, un moyen de logement (11; 209; 309; 409) dudit roulement et des moyens de limitation de débattement axial en attaque (13; 206; 306; 416) et en détente (6; 217; 317; 406) coopérant avec ledit élément extérieur et ledit moyen en élastomère. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément intérieur (2; 302; 402) est constitué d'une seule armature comprenant un moyen de logement (11; 309;409) adapté à recevoir ledit roulement (10). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de logement (11; 209; 309; 409) est ouvert à une extrémité inférieure au niveau de laquelle une armature (2; 205; 302; 402) comprend au moins un moyen déformable par sertissage (9; 219; 319; 419) de manière à pouvoir introduire ledit roulement (10) dans ledit logement puis l'immobiliser par sertissage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen déformable par sertissage est une patte rabattable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément intérieur (2) est constitué d'une seule armature comprenant au niveau de son extrémité supérieure un moyen déformable (8) par sertissage pour la fixation d'une armature de limitation en détente (6). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite extrémité supérieure (8) comprend une partie rabattable contre ladite armature de limitation en détente. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément intérieur (302) comprend au niveau de son extrémité supérieure une partie (317) formant armature de limitation en détente. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen en élastomère (307) a une forme telle que, lorsqu'il se déforme sous l'effet du déplacement axial en attaque de l'élément intérieur, il vient porter radialement contre une partie intérieure (314) de l'élément extérieur (315) de manière à réaliser une limitation du débattement axial en attaque. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen en élastomère présente une forme conique.