Brevet FR3143695A1 — publié le 20240621

Articulation (10) pour la liaison élastique de deux éléments, qui comporte une bague (12) externe qui s’étend axialement autour d’un axe (A) d’articulation et qui est délimitée par une face interne (18) et une face externe (20), ladite bague (12) étant conçue pour être reliée sur un premier élément à articuler, un noyau (14) interne monté mobile axialement et radialement suivant l’axe (A) d’articulation entre au moins une position de repos et une position de travail, et un élément intercalaire (16) déformable élastiquement qui relie le noyau (14) interne sur la bague (12) externe, l’articulation (10) étant caractérisée en ce que la bague (12) externe comprend au moins une zone d’adhérence (32) à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire (16) est solidaire radialement de la face interne (18) de la bague (12) externe, et au moins une zone de liberté (34) à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire (16) est désolidarisé radialement de la bague (12) externe, ladite zone de liberté (34) étant prévue pour limiter la raideur radiale de l’articulation (10). Figure pour l’abrégé : Figure 3 Articulation pour la liaison élastique de deux éléments La présente demande de brevet se rapporte au domaine des articulations pour la liaison élastique de deux éléments. La présente invention trouvera de façon non-exclusive des applications avantageuses dans le domaine de l’automobile, notamment en équipant un dispositif de train de roulement, par exemple pour relier un bras oscillant de suspension sur le châssis d’un véhicule automobile. La présente invention est également adaptée pour équiper un dispositif de support d’un moteur d’un véhicule automobile, afin de filtrer les vibrations transmises depuis le moteur jusqu’au châssis. Il est connu d’interposer une articulation élastique entre un premier élément et un second élément d’un mécanisme, notamment pour remplir une fonction d’amortissement et de filtrage des vibrations entre ces deux éléments. Typiquement, une articulation élastique peut être interposée entre un bras de suspension et un support de roue d’un véhicule, ou entre un moteur et le châssis d’un véhicule. On connaît de l’état de la technique une articulation élastique comportant une bague externe, un noyau interne et un élément intercalaire élastique. La bague externe s’étend axialement autour d’un axe d’articulation et elle est délimitée par une face interne et une face externe. La bague externe est conçue pour être reliée sur un premier élément à articuler, comme un bloc moteur. Le noyau interne de l’articulation comprend un corps tubulaire qui s’étend axialement suivant l’axe d’articulation à l’intérieur de la bague externe et qui délimite un trou de passage axial destiné à accueillir un second élément à articuler, comme une tige d’articulation reliée sur le châssis du véhicule. Ce type d’articulation est prévue pour absorber des efforts axiaux suivant l’axe d’articulation, et des efforts radiaux perpendiculaires à l’axe d’articulation. A cet effet, le noyau interne est monté mobile axialement et radialement suivant l’axe d’articulation par rapport à la bague externe, entre au moins une position de repos dans laquelle le noyau est globalement centré sur l’axe d’articulation, et une pluralité de positions de travail. Aussi, l’élément intercalaire est déformable élastiquement et il relie le noyau interne sur la bague externe en permettant la mobilité axiale et radiale du noyau interne. L’élément intercalaire est adapté pour rappeler élastiquement le noyau interne vers sa position de repos. Typiquement, la fabrication de l’articulation selon l’art antérieur consiste à encoller la face externe périphérique du noyau et la face interne de la bague, puis de surmouler l’élément intercalaire sur la bague externe et le noyau interne avec un matériau du type élastomère, de sorte que la bague externe, l’élément intercalaire et le noyau interne forment un ensemble solidaire. La liaison par collage entre l’élément intercalaire et la face interne de la bague externe permet notamment de solidariser axialement le noyau interne et la bague externe, de façon à empêcher tout glissement axial relatif du noyau et de l’élément intercalaire. Ce type d’articulation présente une première caractéristique de raideur axiale et une seconde caractéristique de raideur radiale, caractéristiques dont la valeur dépend de la capacité de l’élément intercalaire à s’opposer aux efforts axiaux et aux efforts radiaux transmis entre le noyau et la bague externe. On peut définir la raideur comme étant la caractéristique d'une articulation exprimant le rapport de la force qu'elle reçoit à la déformation obtenue. On parle du ratio de raideur, ou ratio de rigidité, pour déterminer le ratio entre la raideur axiale et la raideur radiale de l’articulation. Ce ratio de raideur est déterminé par la conception de l’articulation, et il est généralement compris entre 0,1 et 0,3. La présente invention a notamment pour but de proposer une articulation élastique dont la raideur radiale est limitée par rapport à la raideur axiale, de façon à augmenter le ratio de raideur de l’articulation. Ainsi, à raideur axiale équivalente avec une articulation selon l’art antérieur, l’articulation selon l’invention permet d’obtenir un ratio de raideur supérieur. On atteint cet objectif, ainsi que d’autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui suit, avec une articulation pour la liaison élastique de deux éléments, qui comporte : une bague externe qui s’étend axialement autour d’un axe d’articulation et qui est délimitée par une face interne et une face externe, ladite bague étant conçue pour être reliée sur un premier élément à articuler, un noyau interne comprenant un corps tubulaire qui s’étend axialement suivant l’axe d’articulation à l’intérieur de la bague externe et qui délimite un trou de passage axial destiné à accueillir un second élément à articuler, le noyau interne étant monté mobile axialement et radialement suivant l’axe d’articulation, par rapport à la bague externe, entre au moins une position de repos et une position de travail, et un élément intercalaire déformable élastiquement qui relie le noyau interne sur la bague externe en permettant la mobilité axiale et radiale du noyau interne, et qui est adapté pour rappeler élastiquement le noyau interne vers sa position de repos, l’articulation étant caractérisée en ce que la bague externe comprend au moins une zone d’adhérence à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire est solidaire radialement de la face interne de la bague externe, et au moins une zone de liberté à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire est désolidarisé radialement de la bague externe, ladite zone de liberté étant prévue pour limiter la raideur radiale de l’articulation. Avantageusement, la zone de liberté limite la force de rappel élastique qui est exercée sur la bague externe, par le l’élément intercalaire élastique, de façon à limiter la raideur radiale de l’articulation. De plus, l’articulation selon l’invention permet de limiter la raideur radiale, à raideur axiale équivalente, pour augmenter le ratio de raideur de l’articulation. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison : - la zone d’adhérence est formée par une portion de la face interne de la bague externe qui est encollée et qui solidarise l’élément intercalaire sur la face interne de la bague externe ; - selon un premier mode de réalisation, la zone de liberté est formée par une fenêtre qui traverse radialement la bague externe. Ainsi, cette zone de liberté délimitée par la fenêtre n’adhère pas à l’élément intercalaire ; - selon un second mode de réalisation, la zone de liberté est formée par une portion non encollée de la face interne de la bague externe ; - l’élément intercalaire est surmoulé sur le noyau interne et sur la bague externe ; - la bague externe comprend une pluralité de zones de liberté qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe d’articulation ; - le noyau comporte au moins une jambe qui s’étend radialement depuis le corps du noyau, vers la bague externe, et qui est prévue pour limiter le déplacement radial du noyau au sein de la bague externe ; - le noyau comporte une pluralité de jambes radiales qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe d’articulation, en décalage angulaire avec lesdites zones de liberté ; L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une articulation du type décrite ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape d’encollage d’au moins une portion de la face interne de la bague externe correspondant à ladite au moins une zone d’adhérence, et une étape de surmoulage de l’élément intercalaire sur le noyau interne et sur la bague externe. Suivant une autre caractéristique du procédé de fabrication, le procédé comprend au moins une étape de masquage qui est réalisée avant ladite étape d’encollage et qui consiste à masquer au moins une portion de la face interne de la bague externe correspondant à ladite au moins une zone de liberté. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : une vue d’ensemble en perspective d’une articulation élastique selon l’invention ; une vue en perspective de la bague et du noyau de l’articulation dépourvue de l’élément intercalaire, selon un premier mode de réalisation de l’invention ; une vue de face en section transversale suivant l’axe 3-3 de la , de l’articulation selon le premier mode de réalisation de l’invention ; une vue de côté en section longitudinale suivant l’axe 4-4 de la , de l’articulation selon le premier mode de réalisation de l’invention ; une vue en perspective de la bague et du noyau de l’articulation dépourvue de l’élément intercalaire, selon un second mode de réalisation de l’invention. Dans la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. Aussi, on utilisera à titre non limitatif les expressions « radiale » et « axiale » en référence à l’axe A d’articulation représenté sur les figures. Sur l’ensemble de ces figures, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques ou similaires. On a représenté aux figures 1 et 2 une articulations 10 élastique qui comporte une bague 12 externe, un noyau 14 interne et un élément intercalaire 16 qui relie le noyau 14 sur la bague 12 externe. L’articulation 10 a pour fonction principale la filtration et l’absorption des vibrations et des oscillations transmises entre un premier élément et un second élément (non représentés), comme par exemple entre un moteur et un châssis. La bague 12 externe, visible à la , présente une forme globalement cylindrique qui s’étend axialement autour d’un axe A d’articulation longitudinal, et qui est délimitée radialement par une face interne 18 et une face externe 20. La bague 12 externe est conçue pour être reliée sur un premier élément à articuler (non représenté), comme un logement d’un bloc moteur par exemple. A cet effet, l’articulation 10 est prévue pour être logée dans un logement de forme complémentaire formé par le premier élément à articuler. Le noyau 14 interne de l’articulation 10 comprend un corps 22 tubulaire qui s’étend axialement suivant l’axe A d’articulation au sein de la bague 12 externe. Le corps 22 du noyau 14 délimite un trou 24 axial destiné à accueillir un second élément à articuler, comme une tige d’articulation solidaire d’un châssis d’un véhicule automobile par exemple. De plus, comme on peut le voir à la , le noyau 14 comporte quatre jambes 26 qui s’étendent chacune radialement depuis une face périphérique 28 du corps 22 du noyau 14, vers la bague 12 externe, et qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe A d’articulation. Le noyau 14 est monté mobile axialement et radialement suivant l’axe A d’articulation, entre une position de repos illustrée aux figures 1 à 4, dans laquelle le noyau 14 est coaxial à l’axe A d’articulation et centré axialement par rapport à la bague 12 externe, et une pluralité de positions de travail dans chacune desquelles le noyau 14 est sensiblement décalé radialement de l’axe A d’articulation et/ou décalé axialement par rapport à la bague 12 externe. A cet effet, l’élément intercalaire 16 est déformable élastiquement, et il est réalisé en matériau élastomère par exemple. L’élément intercalaire 16 permet la mobilité axiale et radiale du noyau 14 interne, et il est adapté pour rappeler élastiquement le noyau 14 vers sa position de repos. En référence aux figures 3 et 4, on notera que les jambes 26 radiales qui s’étendent depuis le noyau 14 sont prévues pour limiter la course radiale du noyau 14 jusqu’à une position extrême dans laquelle au moins une des jambes 26 est en appui radial contre la face interne 18 de la bague 12 externe. De plus, comme on peut le voir à la , l’élément intercalaire 16 délimite quatre lumières 30 qui traversent axialement l’élément intercalaire 16 et dans chacune desquelles l’extrémité libre d’une des jambes 26 est agencée, pour favoriser le déplacement radial du noyau 14. Aussi, on notera que l’élément intercalaire 16 forme une couronne 31 qui enveloppe la face externe 20 de la bague 12, de sorte que la bague 12 est noyée dans l’élément intercalaire 16. La couronne 31 est prévue pour être interposée radialement entre la bague 12 et le logement du premier élément à articuler prévu pour accueillir l’articulation 10. Selon l’art antérieur, la face interne 18 de la bague 12 est encollée avec un adhésif pour solidariser la bague 12 sur l’élément intercalaire 16. Selon un exemple de réalisation de l’invention, plusieurs portions de la face interne 18 de la bague 12 ne sont pas collées sur l’élément intercalaire 16 pour limiter la raideur radiale de l’articulation 10. On peut définir la raideur radiale comme étant la caractéristique d'une articulation exprimant le rapport de la force radiale qu'elle reçoit à la déformation obtenue. Plus particulièrement, la face interne 18 de la bague 12 de l’articulation 10 selon l’invention comprend une zone d’adhérence 32 et quatre zones de liberté 34. On entend par « zone d’adhérence 32 » une zone à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire 16 est solidaire radialement de la bague 12 externe, une zone d’adhérence 32 correspondant à une portion de la face interne 18 de la bague 12 qui est solidaire de l’élément intercalaire 16. A l’inverse, on entend par « zone de liberté 34 » une zone de liberté de mouvement à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire 16 est désolidarisé radialement de la bague 12 externe. Selon un premier mode de réalisation de l’invention illustré aux figures 1 à 4, chaque zone de liberté 34 est formée par une fenêtre qui est ménagée sur la bague 12 externe. Chaque fenêtre présente une forme globalement oblong. Les zones de liberté 34 sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe A d’articulation, c’est à dire que les zones de liberté 34 sont décalées d’un angle de 90 degrés. La zone d’adhérence 32 couvre toute la surface de la face interne 18 de la bague 12, à l’exception des zones de liberté 34. De préférence, la zone d’adhérence 32 de la baque 12 est liée de façon solidaire sur l’élément intercalaire 16 par un adhésif (non représenté), par exemple de la colle. A cet effet, l’articulation 10 selon le premier mode de réalisation de l’invention est réalisée par un procédé de fabrication qui comprend une première étape de réalisation de la bague 12 externe et des fenêtres formant les zones de liberté 34, et une deuxième étape d’encollage de la face interne 18 de la bague 12 correspondant à la zone d’adhérence 32, c’est à dire toute la face interne 18 de la bague 12 à l’exception des vides formés par les fenêtres des zones de liberté 34. De plus, le procédé selon l’invention comprend une troisième étape d’encollage de la face périphérique 28 du corps 22 du noyau 14. Chaque étape d’encollage consiste, par exemple, à déposer un film de colle sur les surfaces concernées. A la suite de la deuxième et de la troisième étape d’encollage, le procédé selon l’invention comporte une étape de surmoulage de l’élément intercalaire 16 sur le noyau 14 interne et sur la bague 12 externe. L’étape de surmoulage consiste à disposer la bague 12 et le noyau 14 dans un moule qui délimite la forme de l’élément intercalaire 16, puis à injecter un matériau de moulage dans le moule. A la suite de l’étape de surmoulage, le procédé permet d’obtenir une articulation 10 selon l’invention telle que décrite précédemment. On notera que les quatre jambes radiales du noyau 14 sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe A d’articulation en décalage angulaire et en alternance avec les quatre zones de liberté 34. Selon un second mode de réalisation de l’invention illustré à la , chaque zone de liberté 34 est formée par une portion non encollée de la face interne 18 de la bague 12 externe, et non pas par une fenêtre. Selon ce second mode de réalisation, chaque zone de liberté 34 forme une bande qui s’étend axialement sur toute la largeur de la bague 12 comme illustré par les lignes discontinues sur la , les zones de liberté 34 étant séparées deux à deux par une zone d’adhérence 32, qui sont donc au nombre de quatre également. Aussi, les zones de liberté 34 sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe A d’articulation, c’est à dire suivant un angle de 90 degrés. De même que pour le premier mode de réalisation de l’invention, chaque zone d’adhérence 32 est liée de façon solidaire sur l’élément intercalaire 16 par un adhésif (non représenté), par exemple de la colle. L’articulation 10 selon le second mode de réalisation de l’invention est réalisée par un procédé de fabrication qui comprend une première étape de réalisation de la bague 12 externe et une deuxième étape de masquage qui consiste à masquer les quatre portions de la face interne 18 de la bague 12 qui correspondent aux quatre zones de liberté 34, au moyen de quatre éléments de masquage (non représentés). Toujours selon le second mode de réalisation de l’invention, le procédé comporte une troisième étape d’encollage de la face interne 18 de la bague 12. A la suite de l’étape d’encollage, les éléments de masquage sont retirés pour laisser apparaître les quatre zones de liberté 34 dépourvue d’adhésif, de sorte que la face interne 18 de la bague 12 comporte quatre zones de liberté 34 et quatre zones d’adhérence 32. De plus, le procédé selon le second mode de réalisation de l’invention comprend une quatrième étape d’encollage de la face périphérique 28 du corps 22 du noyau 14. Chaque étape d’encollage consiste, par exemple, à déposer un film de colle sur les surfaces concernées. A la suite de la troisième et de la quatrième étape d’encollage, le procédé selon le second mode de réalisation de l’invention comporte une étape de surmoulage de l’élément intercalaire 16 sur le noyau 14 interne et sur la bague 12 externe. A la suite de l’étape de surmoulage, le procédé permet d’obtenir une articulation 10 selon le second mode de réalisation de l’invention telle que décrite précédemment. Naturellement, 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 réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Par exemple, les différents modes de réalisation de l’invention peuvent être combinés entre eux. Articulation (10) pour la liaison élastique de deux éléments, qui comporte : une bague (12) externe qui s’étend axialement autour d’un axe (A) d’articulation et qui est délimitée par une face interne (18) et une face externe (20), ladite bague (12) étant conçue pour être reliée sur un premier élément à articuler, un noyau (14) interne comprenant un corps (22) tubulaire qui s’étend axialement suivant l’axe (A) d’articulation à l’intérieur de la bague (12) externe et qui délimite un trou (24) de passage axial destiné à accueillir un second élément à articuler, le noyau (14) interne étant monté mobile axialement et radialement suivant l’axe (A) d’articulation, par rapport à la bague (12) externe, entre au moins une position de repos et une position de travail, et un élément intercalaire (16) déformable élastiquement qui relie le noyau (14) interne sur la bague (12) externe en permettant la mobilité axiale et radiale du noyau (14) interne, et qui est adapté pour rappeler élastiquement le noyau (14) interne vers sa position de repos, l’articulation (10) étant caractérisée en ce que la bague (12) externe comprend au moins une zone d’adhérence (32) à l’endroit de laquelle l’élément intercalaire (16) est solidaire radialement de la face interne (18) de la bague (12) externe, et une pluralité de zones de liberté (34) qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe (A) d’articulation à l’endroit desquelles l’élément intercalaire (16) est désolidarisé radialement de la bague (12) externe, lesdites zones de liberté (34) étant prévue pour limiter la raideur radiale de l’articulation (10), et en ce que le noyau comporte une pluralité de jambes (26) radiales prévues pour limiter le déplacement radial du noyau (14) au sein de la bague (12), qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe (A) d’articulation, en décalage angulaire avec lesdites zones de liberté (34). Articulation (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone d’adhérence (32) est formée par une portion de la face interne (18) de la bague (12) externe qui est encollée et qui solidarise l’élément intercalaire (16) sur la face interne (18) de la bague (12). Articulation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de liberté (34) est formée par une fenêtre qui traverse radialement la bague (12) externe. Articulation (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la zone de liberté (34) est formée par une portion non encollée de la face interne (18) de la bague (12) externe. Articulation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément intercalaire (16) est surmoulé sur le noyau (14) interne et sur la bague (12) externe. Procédé de fabrication d’une articulation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape d’encollage d’au moins une portion de la face interne (18) de la bague (12) externe correspondant à ladite au moins une zone d’adhérence (32), et une étape de surmoulage de l’élément intercalaire (16) sur le noyau (14) interne et sur la bague (12) externe et en ce qu’il comprend au moins une étape de masquage qui est réalisée avant ladite étape d’encollage et qui consiste à masquer au moins une portion de la face interne (18) de la bague (12) externe correspondant à ladite au moins une zone de liberté (34).