FR2660383A1 - Support elastique, notamment pour suspension de vehicule automobile, a rigidites fortement differenciees. - Google Patents

Support elastique, notamment pour suspension de vehicule automobile, a rigidites fortement differenciees. Download PDF

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Abstract

Le support comporte, entre les rebords 10, 11 d'armatures intérieure 1 et extérieure 2, des éléments rigides 9 par exemple en forme de billes d'acier sphériques, ce qui confère une très forte rigidité transversale à ce support, à savoir vis-à-vis des efforts tendant à solliciter les armatures 1, 2 transversalement l'une par rapport à l'autre. Par contre, dans la direction longitudinale, c'est-à-dire horizontale et perpendiculaire à la précédente, la rigidité est très faible, du fait du roulement et/ou du glissement des éléments 9 entre ces rebords 10, 11. La rigidité verticale assurée par le bloc d'élastomère 6 est moyenne. Les éléments rigides peuvent aussi être constitués de plots solidaires d'une des armatures.

Description

Support élastique, notamment pour suspension de véhicule automobile, à rigidités fortement différenciées.
La présente invention concerne un support élastique, notamment pour suspension de véhicule automobile, à rigidités fortement différenciées selon la direction des efforts qui s'y appliquent, ce support comportant deux armatures propres à être fixées respectivement aux organes entre lesquels il est destiné à être intercalé et lesdits efforts pouvant être décomposés essentiellement en efforts concourants : verticaux (V, V') vis-à-vis desquels la rigidité doit être moyenne longitudinaux (L, L') vis-à-vis desquels la rigidité doit être extrêmement faible ; et transversaux (T, T') vis-à-vis desquels la rigidité doit être très forte.
De tels supports peuvent être utilisés par exemple dans les systèmes de suspension des véhicules automobiles, entre la caisse et le train de suspension avant ou arrière, et sont destinés à isoler la caisse des vibrations de roulement provenant du train de suspension.
Ces supports doivent avoir une grande rigidité transversale pour éviter de trop grands déplacements transversaux de la caisse par rapport aux roues en virage et assurer une bonne tenue de route du véhicule ainsi qu'une bonne résistance vis-à-vis du vent latéral.
Par contre, ils doivent avoir une faible rigidité dans la direction horizontale perpendiculaire à la précédente, c'est-à-dire dans la direction longitudinale du véhicule, pour l'obtention du meilleur filtrage possible des vibrations de roulement.
Dans ce type d'application aux systèmes de suspension des véhicules, on comprend en outre que ces supports doivent encaisser des efforts verticaux, puisqu'ils doivent supporter la caisse ; dans cette direction verticale perpendiculaire aux deux précédentes, la rigidité doit être moyenne.
Le but de la présente invention est de résoudre ce problème, plus particulièrement dans le cas où la rigidité en direction transversale doit être très forte, sans nuire aux autres caractéristiques élastiques a à cet effet, un support élastique du type susdéfini est, conformément à la présente invention, essentiellement caractérisé en ce que lesdites armatures comportent chacune au moins un rebord dont la direction générale est celle d'un plan sensiblement parallèle au plan défini par lesdits efforts verticaux et longitudinaux (V, V'- L, L'), ces deux rebords se faisant face, et en ce qu'entre ces rebords est intercalé sans jeu au moins un élément rigide propre à subir des déplacements relatifs de glissement et/ou de roulement entre lesdits rebords.
Comme élément rigide, on pourra utiliser des billes sphériques ou ovoides, galets, rouleaux ou analogues, de préférence en acier, dont la forme et la disposition initiale entre lesdits rebords seront déterminées en fonction des efforts qu'ils doivent subir, et éventuellement de leurs déplacements préférentiels.
Selon une disposition avantageuse de 1 'inven- tion, lesdits éléments rigides seront noyés dans une masse d'élastomère intercalée entre lesdits rebords.
De la sorte, les éléments rigides et leurs surfaces de frottement ou de roulement ne risqueront pas d'être contactés par des agents extérieurs abrasifs ou corrosifs tels que l'eau de la chaussée, les graviers, etc.
Lorsqu'il conviendra d'assurer un guidage très ferme du train de suspension du véhicule en direction axiale, on pourra disposer entre lesdits rebords des armatures respectives au moins deux éléments rigides espacés l'un de l'autre dans la direction des efforts longitudinaux. Par contre, lorsqu'un léger pivotement des deux armatures l'une par rapport à l'autre sur l'axe vertical du support pourra être admis, un seul élément rigide sera suffisant entre les deux rebords, sa forme (par exemple sphérique) étant bien entendu choisie pour autoriser un tel pivotement.
Un support conforme à l'invention peut être utilisé pour résister aux efforts transversaux dans un seul sens, par exemple les efforts qui s'exercent sur la roue correspondante vers l'extérieur lorsque celle-ci se trouve à l'extérieur d'un virage, le support de l'autre roue étant alors disposé symétriquement pour encaisser les efforts opposés.
Dans ce cas, il suffit de prévoir un seul rebord sur chaque armature, du côté où l'on souhaite reprendre les efforts transversaux. De tels supports nécessitent cependant que leur montage soit fait avec soin et dans des conditions telles que soit éliminé tout risque de montage du support dans le mauvais sens, car le maintien latéral de la caisse du véhicule dans les virages serait alors gravement compromis.
Pour que chaque support maintienne la caisse transversalement dans les deux sens et qu'ainsi un montage des supports indifféremment dans les deux sens soit rendu possible, un support élastique conforme à l'invention pourra encore être caractérisé en ce que les rebords susdéfininis sont bilatéraux, avec bien entendu au moins un élément rigide entre les deux rebords de chaque paire.
Différents modes d'exécution de l'invention et d'autres détails de réalisation vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue en perspective extérieure d'un support élastique conforme à l'invention
- la figure 2 est une vue en perspective avec coupe axiale de ce support
- les figures 3 à 5 sont des vues semblables et partielles montrant des variantes
- les figures 6 à 8 sont des vues en coupe horizontale partielles, au niveau desdits éléments rigides
- les figures 9 à 12 montrent en perspective différentes formes et orientations desdits éléments rigides
- la figure 13 est une vue en plan d'un autre support élastique conforme à la présente invention
- la figure 14 est une vue en coupe selon la ligne XIV-XIV de la figure 13
- la figure 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la figure 13
- la figure 16 montre en perspective de dessous un type d'armature intérieure utilisable dans un support conforme à un autre mode de réalisation de 1 invention;
- la figure 17 montre, avant pliage, la découpe de la tôle à partir de laquelle cette armature intérieure peut être élaborée ; et
- les figures 18 et 19 montrent des éléments rigides utilisables en variante.
Sur les différentes figures, on a référencé en 1 l'armature intérieure et en 2 l'armature extérieure du support élastique. Les armatures sont de préférence en tôle et peuvent avoir en section transversale une forme générale carrée, rectangulaire ou autre. L'armature 1 a la forme d'une boite retournée, dont le fond porte en son centre un trou de fixation 3. L'armature 2 qui l'entoure a la forme d'un cadre terminé par une collerette 4 pourvue de trous de fixation 5.
Au-dessus de la figure 1 on a représenté les trois axes orthogonaux V, V' - L, L' et T, T' selon lesquels peuvent se décomposer les efforts relatifs agissant entre les armatures 1 et 2. Il est rappelé que vis-à-vis des efforts verticaux V, V', le support doit présenter une rigidité moyenne. Pour ce faire (fig. 2 à 5), un bloc d'élastomère 6 percé axialement en 8 est adhérisé entre le fond de l'armature 1 et une plaque 7 qui prendra appui sur la même partie du véhicule que la collerette 4.
Vis-à-vis des efforts transversaux T, T' la rigidité devra être très élevée, comme déjà spécifié plus haut, et vis-à-vis des efforts longitudinaux L, L', elle devra être très faible. Pour résoudre ce problème on a, dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, inséré sans jeu une bille sphérique d'acier 9 entre un rebord 10 de l'armature centrale 1 et un rebord 11 lui faisant face, de l'armature extérieure 2. Il s'agit dans les deux cas des rebords dont le plan s'étend de façon générale parallèlement au plan vertical défini par les axes V, V' et L, L'. Le même agencement est prévu symétriquement du côté opposé du support, de sorte que la très forte rigidité transversale est assurée bilatéralement, dans les deux sens (que l'armature centrale 1 soit sollicitée vers la droite ou vers la gauche par rapport à l'armature 2).Les billes 9 sont mises en place entre les rebords 10 et 11 avant moulage de blocs d'élastomère 12 qui les enrobent et qui sont adhérisés entre ces rebords. Ainsi, les billes 9 et les aires de frottement et/ou de roulement de ces billes sur les rebords 10, 11 sont-elles protégées des agents extérieurs corrosifs ou abrasifs.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, on voit que les rebords 10 et 11 en question sont cannelés, respectivement en 10' et 11'. Les cannelures 10' de l'armature intérieure 1 sont horizontales tandis que les cannelures 11' de l'armature extérieure 2 sont verticales, la bille correspondante 9 se situant à chaque fois au niveau du croisement de ces cannelures.
Cette disposition présente l'avantage de permettre de parfaitement maitriser l'emplacement des billes 9 entre les rebords. Le roulement des billes lors des déplacements relatifs des armatures selon V, V' ou L, L' se fera avec un certain frottement dans les gouttières, mais les portées presque semi-circulaires ainsi obtenues permettront de diminuer le taux de matage du métal sous l'effet des importants efforts transversaux agissant entre les armatures.
Pour favoriser le roulement, on peut adopter la solution de la figure 3, dans laquelle les surfaces en regard des deux rebords sont planes. Les contacts ponctuels avec les billes augmentant alors les contraintes, on pourra encore éviter les risques de matage en disposant plusieurs billes 9 alignées selon l'axe L, L', comme le montre la figure 6, ce qui aura en outre pour effet d'éviter tout pivotement de l'armature 1 par rapport à l'armature 2 selon l'axe V, V', lorsque cela est indésirable.
Dans le cas de faibles déplacements, les billes sphériques 9 pourront être remplacées par des pastilles 13 orientées par exemple comme indiqué (fig. 4, 7 et 11) ; de préférence leur tranche 13' sera arrondie en tore pour éviter les risques de déchirement de l'élastomère de maintien 12 (fig. 8 et 12).
Selon encore une autre variante, on peut utiliser des rouleaux cylindriques (fig. 5) disposés de sorte à pouvoir rouler entre les rebords 10, 11 horizontalement si la direction préférentielle des déplacements est selon l'axe L, L' (voir rouleau 14), ou verticalement si la direction préférentielle des déplacements est selon l'axe V, V' (voir rouleau 14'). Dans le même esprit, on pourra utiliser des billes ovoides orientées de façon correspondante 15 (fig. 10) ou 15' (fig. 9).
Tous les éléments rigides ci-dessus décrits sont avantageusement en acier, compte-tenu du but à atteindre, mais il n'est pas exclu, au moins dans certaines applications, d'utiliser une matière synthétique à haut module d'élasticité, ou encore un noyau métallique enrobé d'une telle matière.
Il est à noter que les blocs d'élastomère 12 servent non seulement au maintien en place des éléments rigides, mais jouent également le rôle d'étouffeurs de bruits et de vibrations, nonobstant le contact métalmétal entre les éléments rigides et les rebords des armatures.
On a déjà indiqué que le bloc d'élastomère central 6 assure la rigidité moyenne du support en vertical. Bien entendu, sa rigidité en cisaillement dans la direction L, L' est faible, comme celle des blocs d'élastomère 12, ce qui permet le maintien d'une rigidité totale très faible dans cette direction. Les butées représentées en 16 sur la figure 1, adhérisées par exemple aux deux autres rebords opposés 23 de l'armature centrale 1 et propres à s'appuyer sur les rebords correspondants 24 de l'armature 2, limitent les débattements relatifs des armatures dans cette même direction. Quant aux débattements relatifs en vertical, ils peuvent être limités par des butées en élastomère 17 qui peuvent être prévues sous un retour 18 de l'armature centrale 1. Ce retour inférieur 18 constitue avec un retour supérieur 19 de l'armature extérieure 2 une sécurité vis-à-vis des risques d'arrachement.
Dans le mode de réalisation des figures 13 à 15, on a généralement utilisé les mêmes références que ci-dessus pour désigner les mêmes parties ou organes du support, et son fonctionnement est globalement le même, de sorte qu'il n'aura pas besoin d'être à nouveau décrit. Les billes 9 sont ici insérées de chaque côté entre une cannelure verticale 20 de l'armature intérieure 1 et une nervure verticale 21 lui faisant face, sur l'armature extérieure 2.
La référence 22 désigne des trous laissés après démoulage par des pions de maintien en place des billes 9.
Aux figures 16 à 19 on a représenté encore un autre mode de réalisation dans lequel, au lieu de billes ou analogues montées en quelque sorte flottantes entre les deux armatures, on utilise des éléments rigides solidaires d'une des armatures, par exemple l'armature intérieure 1, ce qui facilite le moulage.
Ces éléments rigides peuvent ainsi être constitués par des plots 25 emboutis dans une tôle découpée 26 qui après pliage formera l'armature intérieure l.
Cette tôle peut comporter en 27 des rebords de rigification pouvant servir aussi d'appuis pour des butées en élastomère.
On peut également, surtout si l'on est amené à utiliser une tôle relativement épaisse, constituer ces plots sous forme de pièces séparées 28 ou 28' emmanchées dans un trou de la tôle (figure 18) ou soudées sur la tôle (figure 19). Le sommet de ces plots 25 ou 28, 28' pourra ainsi frotter sans jeu sur le rebord correspondant 11 de l'armature extérieure et assurer la forte rigidité transversale, de la même manière que les billes ou galets des autres modes de réalisation. Ces plots pourraient bien entendu être solidarisés de l'armature extérieure au lieu de l'armature intérieure.

Claims (16)

REVENDICATIONS
1. Support élastique, notamment pour suspension de véhicule automobile, à rigidités fortement différenciées selon la direction des efforts qui s'y appliquent, ce support comportant deux armatures propres à être fixées respectivement aux organes entre lesquels il est destiné à être intercalé et lesdits efforts pouvant être décomposés essentiellement en efforts concourants : verticaux (V, V') vis-à-vis desquels la rigidité doit être moyenne ; longitudinaux (L, L') vis-à-vis desquels la rigidité doit être extrêmement faible ; et transversaux (T, T') vis-à-vis desquels la rigidité doit être très forte, caractérisé en ce que lesdites armatures (1, 2) comportent chacune au moins un rebord (10, 11) dont la direction générale est celle d'un plan sensiblement parallèle au plan défini par lesdits efforts verticaux et longitudinaux (V, V'- L,
L'), ces deux rebords (10, 11) se faisant face, et en ce qu'entre ces rebords est intercalé sans jeu au moins un élément rigide (9, 13, 14, 15, 25) propre à subir des déplacements relatifs de glissement et/ou de roulement entre lesdits rebords.
2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits rebords (10, 11) sont bilatéraux, à savoir qu'est prévue une paire desdits rebords (10, 11) se faisant face, de part et d'autre du plan médian défini par les directions (V, V'- L, L') des efforts verticaux et longitudinaux.
3. Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'entre deux rebords (10, 11) sont intercalés au moins deux éléments rigides (9) espacés l'un de l'autre dans la direction (L, L') desdits efforts longitudinaux.
4. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont noyés dans des blocs d'élastomère (12) adhérisés entre les deux rebords (10, 11) correspondants.
5. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une armature extérieure quadrangulaire (2) entourant une armature centrale ou intérieure (1) en forme de boîte, ces armatures (1, 2) ayant ainsi quatre rebords (resp.10, 23 et 11, 24) se faisant respectivement face, deux paires de rebords (10, 11) étant destinées (après montage du support sur le véhicule) à être orientées parallèlement au plan défini par la direction des efforts verticaux (V, V') et par la direction des efforts longitudinaux (L, L'), et les deux autres paires de rebords (23, 24) étant destinées à être orientées parallèlement au plan défini par la direction des efforts verticaux (V, V') et par la direction des efforts transversaux (T,
T').
6. Support selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une butée (16) est interposée de chaque côté, pour limiter les déplacements relatifs des deux armatures (1, 2) dans la direction des efforts longitudinaux (L, L'), entre les deux rebords (23, 24) correspondants.
7. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que de côté et d'autre desdits éléments rigides (9) les rebords correspondants (10, 11) présentent des retours inférieurs (18) et supérieurs (19) procurant une sécurité vis-à-vis des risques d'arrachement.
8. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa rigidité moyenne vis-à-vis des efforts verticaux (V, V') est assurée par un bloc d'élastomère (6) inséré entre le fond de ladite armature (1) et une plaque (7) propre à prendre appui sur une partie solidaire de l'autre armature (2).
9. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les déplacements relatifs verticaux desdites armatures (1, 2) sont limités par une butée (17) de l'armature intérieure (1).
10. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides (9) sont insérés entre une nervure verticale (21) d'un rebord (11) de l'armature extérieure (2) et une cannelure verticale (20) qui lui fait face sur un rebord (10) de l'armature intérieure (1).
11. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides ont la forme de billes sphériques (9) ou ovoides (15, 15').
12. Support selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont constitués par des billes sphériques (9) positionnées au croisement de deux cannelures, à savoir d'une cannelure horizontale (10') d'un (10) des rebords respectifs desdites armatures (1, 2) et d'une cannelure verticale (11') de l'autre rebord (11).
13. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides ont la forme de galets (13, 13') ou de rouleaux (14, 14') orientés en fonction de la direction des déplacements préférentiels relatifs desdites armatures (1, 2).
14. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits éléments rigides sont constitués par des plots (25) solidaires d'une des armatures.
15. Support selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits plots (25) sont constitués par emboutissage de la tôle (26) constituant l'armature.
16. Support selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits plots (25) sont constitués de pièces séparées (28, 28') fixées sur l'armature.
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