Brevet FR2927392A1 — publié le 20090814

L'invention concerne un palier de support élastomère en forme de douille, à savoir une douille de support caoutchouc, qui, pour une rigidité radiale élevée et simultanément une faible raideur torsionnelle et cardanique, nécessite, lors de son montage dans le lieu d'implantation selon les spécifications, une place ou un emplacement d'implantation moins importante que les paliers de support connus de l'état de la technique. Des paliers de support élastomère en forme de douille du type de ceux concernés par l'invention, sont utilisés en grand nombre dans la construction automobile. Ils servent notamment au montage de composants du train de roulement, par exemple pour le montage des triangles ou biellettes triangulées d'un véhicule. Les paliers de support sont souvent constitués par une partie intérieure à symétrie de rotation, métallique et généralement cylindrique, un manchon extérieur en métal ou matière plastique entourant concentriquement la partie intérieure, et un corps de palier en élastomère formant un ressort de support, agencé entre la partie intérieure et le manchon extérieur, et lié par vulcanisation avec au moins la partie intérieure. Suivant les fins d'utilisation du palier de support et les exigences qui y sont liées, dans quelques modes de réalisation, des tôles intermédiaires sont insérées dans le corps de palier, à savoir y sont noyées par vulcanisation. Lors de l'implantation conforme aux spécifications, le palier de support conçu tel que décrit précédemment, est monté à la presse, dans son lieu d'implantation, dans un alésage ou œilleton de réception. 2 2927392 Notamment les paliers de support utilisés dans la construction automobile sont soumis à de fortes sollicitations. Dans ce cas, ils sont sollicités fortement aussi bien axialement que de manière 5 torsionnelle, et cardanique. Pour certains cas d'utilisation, les paliers de support exigent une rigidité radiale élevée. Cela est de préférence obtenu par une faible hauteur ou épaisseur de caoutchouc de l'élastomère agencé entre la partie intérieure et le 10 manchon extérieur. Toutefois, les paliers de support présentant ainsi une rigidité radiale optimisée, présentent le plus souvent des raideurs torsionnelle et cardanique relativement élevées, de sorte que des forces torsionnelles et/ou cardaniques qui apparaissent, 15 produisent des forces de rappel élevées du corps de palier. Par ailleurs apparaissent dans la pièce, en raison du design précité, des contraintes et allongements défavorables, qui conduisent à des problèmes quant à la résistance à la fatigue du palier 20 de support. Pour des raisons de confort, il convient de concevoir les paliers de support de façon à ce qu'ils fournissent la rigidité radiale élevée nécessaire, tout en 25 présentant une raideur torsionnelle et cardanique la plus faible possible. Pour abaisser la raideur torsionnelle, on insère des tôles intermédiaires dans le corps de palier, également selon un agencement concentrique à la partie intérieure. Par ailleurs, il 30 est connu, pour réduire la sollicitation cardanique, ou en d'autres termes pour abaisser la raideur cardanique, de conférer aussi bien à la partie intérieure qu'aux éventuelles tôles intermédiaires ou encastrées qui l'entourent, une géométrie de forme élargie bombée. A 35 cet effet, la partie intérieure et les tôles intermédiaires éventuellement existantes présentent, dans une zone axialement centrale, un tronçon de diamètre extérieur agrandi. Leur géométrie diffère donc d'une forme de cylindre. Un palier de support en forme de douille avec une partie intérieure élargie de manière bombée est décrit par exemple dans le document EP 1 806 517 Al. Le palier de support élastomère en forme de douille décrit dans le document cité présente en outre deux fentes mutuellement opposées sur la périphérie, qui s'étendent dans la direction radiale à travers le manchon extérieur, l'élastomère et les tôles intermédiaires qui y sont encastrées. Dans la mesure où un tel palier de support doit, comme cela est souvent exigé, présenter à ses extrémités axiales de grandes surfaces d'appui pour la partie conjuguée au niveau du lieu d'implantation, il en résulte pour le palier de support avec le design décrit, une place nécessaire importante dans l'outillage de vulcanisation. De plus, le palier de support qui en résulte présente des dimensions entraînant un encombrement accru au niveau du lieu d'implantation. De ce fait, il est nécessaire de réaliser plus grand l'alésage ou l'oeilleton de réception évoqué, par exemple sur un triangle ou une biellette triangulée. Cela entraîne en conséquence un affaiblissement du matériau de la biellette dans cette zone. Cette dernière conséquence, mais également l'encombrement accru en soi, ne sont toutefois pas souhaités. Le but de l'invention consiste en conséquence à fournir un palier de support élastomère en forme de douille, qui présente, tout en ayant un encombrement diminué dans son lieu d'implantation, une rigidité radiale élevée et simultanément une faible raideur torsionnelle et cardanique, de sorte qu'il absorbe des forces radiales élevées et de grands angles de torsion et angles cardaniques. Ce but est atteint grâce à un palier de support élastomère en forme de douille, constitué par une partie intérieure métallique à symétrie de rotation par rapport à un axe de palier, un manchon extérieur agencé concentriquement à la partie intérieure, un corps de palier en élastomère agencé entre la partie intérieure et le manchon extérieur et lié par vulcanisation avec la partie intérieure, et au moins une tôle intermédiaire agencée entre la partie intérieure et le manchon extérieur et noyée par vulcanisation dans le corps de palier, caractérisé en ce que la partie intérieure et la au moins une tôle intermédiaire sont élargies de manière bombée dans une zone axialement centrale, et le palier de support en forme de douille présente au moins une fente longitudinale qui traverse totalement, dans la direction radiale, le manchon extérieur, la ou les tôles intermédiaires ainsi que le corps de palier au moins dans la zone entre le manchon extérieur et la tôle intermédiaire située la plus à l'intérieur, et s'étend sur toute la longueur axiale, et en ce que la partie intérieure est élargie quant à son diamètre extérieur, au niveau de l'une au moins de ses extrémités axiales. Le palier de support élastomère en forme de douille proposé pour atteindre le but recherché est, selon un principe connu, constitué par une partie intérieure métallique à symétrie de rotation par rapport à l'axe longitudinal du palier, un manchon extérieur agencé concentriquement à la partie intérieure, et un corps de palier en élastomère agencé entre la partie intérieure et le manchon extérieur et lié par vulcanisation avec la partie intérieure. Au moins une tôle intermédiaire est noyée par vulcanisation dans le corps de palier qui forme un ressort de support. La partie intérieure et 5 2927392 ladite ou lesdites tôles intermédiaires sont élargies de manière bombée dans une zone axialement centrale. En outre, le palier de support élastomère en forme de douille conforme à l'invention présente au moins une 5 fente longitudinale, qui, relativement à la direction radiale, traverse le manchon extérieur, la ou les tôles intermédiaires ainsi que le corps de palier au moins partiellement, et qui s'étend respectivement sur toute la longueur axiale. La fente longitudinale est réalisée 10 de façon à traverser le corps de palier, au moins dans la zone entre le manchon extérieur et la tôle intermédiaire située la plus à l'intérieur. Selon l'invention, au moins une extrémité axiale de la partie intérieure présente par ailleurs un diamètre extérieur 15 élargi. Grâce à la configuration proposée pour le palier de support, à savoir avec une partie intérieure et une tôle intermédiaire de configuration élargie de manière bombée 20 ainsi qu'une fente longitudinale et un élargissement d'au moins une extrémité axiale, on réalise un palier de support en forme de douille qui, du fait qu'il est possible d'avoir une faible hauteur de caoutchouc (épaisseur de l'élastomère entre la partie intérieure et 25 le manchon extérieur), présente une rigidité radiale élevée, mais qui, en raison de sa forme spéciale, possède malgré tout une faible raideur torsionnelle et cardanique. En outre, le palier de support dispose, grâce à l'élargissement de l'une au moins de ses 30 extrémités axiales, en ce qui concerne les sollicitations axiales, d'une grande surface d'appui par rapport aux pièces qui l'entourent dans son lieu d'implantation et font office d'appuis de butée. Du fait que la fente longitudinale s'étend sur toute la longueur 35 axiale dans le corps de palier ainsi que dans la tôle intermédiaire et dans le manchon extérieur, il est 6 2927392 possible de conférer une précontrainte à l'élastomère lors du montage à la presse du palier de support dans l'alésage ou l'oeilleton de réception prévu à cet effet. En même temps, le mode de réalisation fendu permet de 5 réduire les contraintes du matériau dans le corps de palier, notamment les contraintes de retrait ou de contraction dans l'élastomère, dues au matériau. Grâce à la tôle intermédiaire agencée dans le corps de palier et également de configuration fendue, tel qu'on l'a déjà 10 évoqué, on réalise, en se référant à la direction radiale, au moins deux couches d'élastomère du corps de palier, qui sont découplées l'une de l'autre, ce qui permet de réduire sa raideur torsionnelle. La configuration de forme élargie bombée de la partie 15 intérieure et le contour extérieur correspondant de la tôle intermédiaire ou des tôles intermédiaires, conduisent à une diminution significative de la raideur cardanique. La faible raideur torsionnelle et cardanique obtenue en raison du mode de réalisation spécial, 20 conduit de manière avantageuse à l'amélioration des propriétés de longévité, c'est-à-dire de la durée de vie du palier de support, qui présente en même temps un faible encombrement. 25 D'après un mode de réalisation bien adapté à la pratique, le corps de palier en élastomère du palier de support est traversé au moins partiellement ou bien également totalement dans la zone entre la tôle intermédiaire la plus à l'intérieur et la partie 30 intérieure, par ladite fente longitudinale ou les fentes longitudinales. Un tel mode de réalisation permet d'obtenir une répartition encore meilleure et plus régulière des contraintes dans l'élastomère. 35 L'extrémité axiale de la partie intérieure, qui est élargie quant à son diamètre extérieur, est, 7 2927392 conformément à un mode de réalisation prévu, refluée vers l'extérieur (en allemand � aufgetaumelt �), de sorte que son diamètre intérieur est ainsi également élargi au niveau de cette extrémité axiale. En fonction 5 des applications du palier de support, les deux extrémités axiales de la partie intérieure peuvent être refluées vers l'extérieur de manière correspondante. Cette opération consistant à refluer vers l'extérieur la partie intérieure, est de préférence effectuée après le 10 processus de vulcanisation. Cela permet d'éviter des contre-dépouilles dans le moule de vulcanisation, qui posent des problèmes lors du démoulage de la pièce après la vulcanisation. Il est possible, grâce à l'évasement ultérieur de l'extrémité axiale ou des extrémités 15 axiales du palier de support en forme de douille, dans le cas d'un palier de support comprenant une tôle intermédiaire agencée concentriquement à la partie intérieure et radialement sensiblement au centre du corps de palier, d'évaser l'extrémité axiale ou les 20 extrémités axiales de façon telle que le diamètre extérieur de ladite extrémité axiale élargie de la partie intérieure, soit égal ou supérieur au diamètre englobé par la tôle intermédiaire. Cela rend possible des angles cardaniques particulièrement grands. 25 Par ailleurs, le palier de support en forme de douille conforme à l'invention peut être réalisé avec deux fentes longitudinales mutuellement opposées sur la périphérie du palier de support. L'invention va être explicitée de manière plus détaillée dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation et des dessins annexés, qui montrent : 35 Fig. 1 un possible mode de réalisation du palier de support en élastomère conforme à 30 8 2927392 l'invention, en coupe longitudinale, c'est-à-dire en coupe axiale ; Fig. 2 le palier de support en élastomère selon la figure 1, en coupe radiale. 5 La figure 1 montre un mode de réalisation possible du palier de support conforme à l'invention, dans une représentation en coupe axiale, c'est-à-dire parallèlement à l'axe a du palier de support. Le palier 10 de support est formé par la partie intérieure 1 métallique, le manchon extérieur 3 qui l'entoure, le corps de palier 2 en élastomère agencé entre les deux éléments précédents et relié par vulcanisation à la partie intérieure 1, et par au moins une tôle 15 intermédiaire 4 noyée par vulcanisation dans le corps de palier 2. Comme le laisse entrevoir la représentation, la partie intérieure 1 et la tôle intermédiaire 4 qui l'entoure, 20 présentent un élargissement de forme bombée dans une zone axialement centrale 5, 5'. Par ailleurs, on observe que la partie intérieure 1 est de configuration nettement élargie quant à son diamètre extérieur da, au niveau de ses extrémités axiales. La tôle intermédiaire 25 4, dont le contour correspond dans une large mesure à celui de la partie intérieure 1, présente une zone centrale 5' élargie de manière bombée et s'étend, au niveau de ses extrémités axiales, de manière largement parallèle à l'axe a du palier de support. 30 Pour des raisons technologiques, c'est-à-dire pour que la zone entre la partie intérieure et le manchon extérieur puisse être remplie totalement par l'élastomère, la tôle intermédiaire présente plusieurs 35 orifices de passage 7 à travers lesquels l'élastomère s'écoule au cours de la vulcanisation. Comme le montre 9 2927392 clairement la figure, dans l'exemple de réalisation représenté, le corps de palier est également lié par vulcanisation avec le manchon extérieur. Les extrémités axiales élargies de la partie intérieure ont été 5 refluées vers l'extérieur après le processus de vulcanisation, de sorte que le diamètre intérieur di est également un peu élargi dans ces zones. La figure 2 montre à nouveau le palier de support selon 10 15 la figure 1, dans On peut à nouveau manchon extérieur intermédiaire vulcanisation. que le palier une représentation en coupe radiale. apercevoir la partie intérieure 1, le 3, le corps de palier 2 et la tôle qui est noyée dans celui-ci par figure laisse par ailleurs entrevoir une fente 6 qui 4 La de support présente s'étend, en se référant à la direction radiale, à travers le manchon extérieur, le corps de palier et la tôle intermédiaire. La fente traverse les pièces citées le long de toute leur étendue axiale. 20 lo 2927392 LISTE DES REPERES 1 partie intérieure 2 corps de palier 5 3 manchon extérieur 4 tôle intermédiaire 5, 5' zone élargie de manière bombée 6 fente 7 orifice de passage 10 a axe du palier de support, direction axiale da diamètre extérieur di diamètre intérieur r direction radiale 11 REVENDICATIONS 1. Palier de support élastomère en forme de douille, constitué par une partie intérieure (1) métallique à symétrie de rotation par rapport à un axe de palier (a), un manchon extérieur (3) agencé concentriquement à la partie intérieure (1), un corps de palier en élastomère (2) agencé entre la partie intérieure (1) et le manchon extérieur (3) et lié par vulcanisation avec la partie intérieure (1), et au moins une tôle intermédiaire (4) agencée entre la partie intérieure (1) et le manchon extérieur (3) et noyée par vulcanisation dans le corps de palier, caractérisé en ce que la partie intérieure (1) et la au moins une tôle intermédiaire (4) sont élargies de manière bombée dans une zone axialement centrale (5, 5'), et le palier de support en forme de douille présente au moins une fente longitudinale (6) qui traverse totalement, dans la direction radiale (r), le manchon extérieur, la ou les tôles intermédiaires (4) ainsi que le corps de palier (2) au moins dans la zone entre le manchon extérieur (3) et la tôle intermédiaire (4) située la plus à l'intérieur, et s'étend respectivement sur toute la longueur axiale, et en ce que la partie intérieure (1) est élargie quant à son diamètre extérieur (da), au niveau de l'une au moins de ses extrémités axiales. 2. Palier de support élastomère en forme de douille selon la revendication 1, dans lequel la fente longitudinale traverse au moins partiellement ou bien également totalement le corps de palier (2) dans la zone entre la tôle intermédiaire (4) la plus à l'intérieur et la partie intérieure (1). 12 2927392 3. Palier de support élastomère en forme de douille selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie intérieure (1) est refluée vers l'extérieur au niveau de ladite extrémité axiale élargie quant à son diamètre 5 extérieur (da), et son diamètre intérieur (di) est ainsi également élargi au niveau de cette extrémité axiale. 4. Palier de support élastomère en forme de douille selon la revendication 3, comprenant une tôle 10 intermédiaire (4) agencée concentriquement à la partie intérieure (1) et située, dans la direction radiale, sensiblement au centre du corps de palier, et dans lequel le diamètre extérieur (da) de ladite extrémité axiale élargie de la partie intérieure (1) est égal ou 15 supérieur au diamètre englobé par la tôle intermédiaire (4). 5. Palier de support élastomère en forme de douille selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 20 présentant deux fentes longitudinales (6) mutuellement opposées sur la périphérie du palier de support.