FR2918953A1 - Produit intermediaire, procede et produit fini de fabrication d'articulations elastiques ou hydro-elastiques, offrant ou exploitant une possibilite de deplacement relatif des armatures - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne notamment un produit intermédiaire de fabrication d'une ou plusieurs articulations élastiques ou hydro-élastiques dont chacune comprend au moins une armature (11, 12, 13) liée, après fabrication, à une garniture en matériau élastomère injectée.Le produit intermédiaire selon l'invention comprend une structure de maintien (3) propre à fixer, avant l'injection de la garniture, la position relative d'au moins deux armatures (11, 12, 13) ou portions d'armature appartenant à une ou plusieurs articulations.
Description
PRODUIT INTERMEDIAIRE, PROCEDE ET PRODUIT FINI DE FABRICATION
D'ARTICULATIONS ELASTIQUES OU HYDRO- ELASTIQUES, OFFRANT OU EXPLOITANT UNE POSSIBILITE DE DEPLACEMENT RELATIF DES ARMATURES. L'invention concerne, de façon générale, les techniques de fabrication des articulations élastiques ou hydroélastiques. 10 Comme le sait l'homme du métier, de telles articulations sont conçues et utilisées pour assembler deux pièces d'une structure de transmission d'efforts, équipant par exemple un véhicule à moteur, et pour amortir les 15 vibrations transmises de l'une de ces pièces à l'autre.
Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un produit intermédiaire de fabrication d'un ensemble comprenant au moins une première articulation 20 élastique ou hydro-élastique, chaque articulation de cet ensemble comprenant au moins une armature liée, après fabrication, à une garniture en matériau élastomère injectée.
25 Il existe de nombreux types d'articulations élastiques ou hydro-élastiques, quelques exemples en étant donnés dans les documents de brevets FR 2 830 911, US 4 971 456, FR 2 853 379, et EP 0 499 996.
30 Cependant, toute articulation requiert, lors de sa fabrication, la mise en oeuvre d'opérations de placement nombreuses et délicates, qui compliquent la réalisation de cette articulation et en augmente considérablement le coût. 35 L'invention vise précisément à réduire ou contourner cette difficulté.
A cette fin, le produit intermédiaire de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une structure de maintien propre à fixer, avant l'injection de la garniture de cette première articulation, la position relative d'au moins deux armatures ou portions d'armatures appartenant à une ou plusieurs articulations de l'ensemble.
Grâce à cet agencement, les armatures ou portions d'armatures fixées à la structure de maintien peuvent être positionnées simultanément par simple manipulation de la structure de maintien ou de l'une quelconque des armatures ou portions d'armature liées à cette structure.
En pratique, il peut être avantageux de prévoir qu'au moins une première armature ou portion d'armature de la première articulation au moins soit reliée par au moins un élément de la structure de maintien à une deuxième armature ou portion d'armature de cette première articulation dans une position relative transitoire différente de la position relative adoptée par ces première et deuxième armatures ou portions d'armatures lors du moulage de la garniture ou dans la configuration définitive de cette articulation.
Par exemple, l'une au moins des armatures de la première articulation au moins peut être rapportée sur la structure de maintien, à laquelle elle est liée par un effet mécanique tel qu'une force de pincement ou un encliquetage.35 En variante, ou de façon cumulative, l'une au moins des armatures ou portions d'armature de la première articulation au moins peut être formée d'une seule pièce avec au moins un élément de la structure de maintien.
L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un ensemble comprenant au moins une première articulation élastique ou hydro-élastique, ce procédé comprenant une opération de fabrication d'une pluralité d'armatures ou de portions d'armature et une opération d'injection consistant, pour chaque articulation, à injecter une garniture en matériau élastomère dans un moule contenant au moins une armature ou portion d'armature de cette articulation, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une opération intermédiaire, mise en oeuvre préalablement à l'opération d'injection et consistant au moins à maintenir ensemble de façon au moins transitoire certaines au moins des armatures ou des portions d'armatures appartenant à une ou plusieurs articulations.
L'opération intermédiaire peut alors notamment être mise en oeuvre en liant certaines au moins des armatures ou des portions d'armatures de la première articulation à une structure de maintien.
Dans le cas où la structure de maintien fait appel à des liaisons mécaniques, le procédé comprend de préférence une opération de recyclage consistant à désolidariser la structure de maintien, en vue de sa réutilisation, des armatures ou portions d'armature qui lui sont liées.
Bien qu'il soit éventuellement possible de noyer telle quelle la structure de maintien dans la garniture au moulage, le procédé de fabrication de l'invention peut aussi comprendre une opération de finition consistant à fragiliser, déformer, rompre, retirer ou détruire cette structure de maintien de façon totale ou partielle.
Le procédé de fabrication de l'invention peut aussi avantageusement comprendre une opération de mise en place, consistant à déplacer certaines au moins des armatures ou portions d'armatures d'une position transitoire de maintien vers une position fonctionnelle définitive avant ou après le moulage de la garniture, cette opération de mise en place pouvant notamment être réalisée dans le moule, par un mouvement de ce dernier.
Le procédé de l'invention, tel que précédemment défini, permet d'aboutir à un produit fini constituant une articulation élastique ou hydro-élastique, et comprenant au moins un résidu ou une trace de la structure de maintien utilisée lors de sa fabrication.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation possible d'une structure de maintien utilisable pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe axiale à échelle 30 légèrement agrandie de la structure illustrée à la figure 1;
- la figure 3A est une vue en coupe axiale de trois armatures d'une articulation élastique ou hydro-élastique 35 à réaliser, ces armatures étant présentées dans la position relative finale qu'elles doivent occuper dans l'articulation une fois fabriquée;
- la figure 3B est une vue en coupe axiale de trois armatures d'une articulation élastique ou hydro-élastique à réaliser, ces armatures étant reliées les unes aux autres, dans leur position relative finale, par la structure de maintien illustrée aux figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation possible d'une structure de maintien utilisable pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe axiale de trois armatures d'une articulation élastique ou hydro-élastique à réaliser, ces armatures étant reliées les unes aux autres, dans leur position relative finale, par la structure de maintien illustrée à la figure 4; - la figure 6 est une vue en perspective schématisée d'un troisième mode de réalisation possible d'une structure de maintien utilisable pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention; - la figure 7A est une vue en perspective de trois armatures d'une articulation élastique ou hydro-élastique à réaliser, ces armatures étant reliées les unes aux autres, dans leur position relative finale, par une structure de maintien répondant à un quatrième mode de réalisation possible;
- la figure 7B est une autre vue en perspective des trois armatures illustrées à la figure 7A, observées sous un 35 autre angle; - la figure 8 est une vue en coupe axiale de trois portions d'armature d'une articulation élastique ou hydro-élastique à réaliser, ces portions d'armatures étant reliées les unes aux autres, dans une position transitoire différente de leur position relative finale, par une structure de maintien conforme au quatrième mode de réalisation possible; - la figure 9 est une vue en perspective des trois 10 portions d'armature illustrées à la figure 8;
- la figure 10 est une vue en coupe axiale de trois futures armatures d'une articulation élastique ou hydroélastique à réaliser, chaque armature étant, après 15 fabrication, formée de deux portions d'armature appartenant à deux éléments axiaux tels que celui qu'illustrent les figures 8 et 9;
- la figure 11 est une vue en coupe axiale à échelle 20 légèrement réduite des éléments illustrés à la figure 10, représentés dans un moule servant à l'injection de la garniture, avant la fermeture de ce moule;
- la figure 12 est une vue en coupe axiale d'une 25 articulation élastique à une seule armature dans une configuration transitoire, obtenue par moulage de la garniture sur une structure incluant des portions d'armature disposées dans une position transitoire différente de leur position relative finale; 30 - la figure 13A est une vue en coupe axiale d'une articulation élastique à trois armatures dans une configuration transitoire, obtenue par moulage de la garniture sur une structure incluant des portions 35 d'armature disposées dans une position transitoire différente de leur position relative finale;
- la figure 13B est une vue en coupe axiale, dans sa configuration finale, de l'articulation élastique illustrée à la figure 13A, résultant du placement des portions d'armatures dans leur position relative finale; et
- les figures 13C à 13F sont des vues en coupe axiale d'un moule et de produits intermédiaires permettant la réalisation de l'articulation illustrée aux figures 13A et 13B.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne la fabrication d'articulations élastiques ou hydro- élastiques dont un exemple non limitatif est illustré à la figure 13B.
En fait, les seules caractéristiques génériques qui soient pertinentes au regard de la présente invention et qui sont représentées sur cette articulation A sont d'une part la présence d'une ou plusieurs armatures telles que 11, 12 et 13, et d'autre part la présence d'une garniture 2 en matériau élastomère moulée par injection, à laquelle est liée chaque armature telle que 11, 12 et 13.
En particulier, bien que les articulations de type hydroélastique présentent des chambres remplies d'un fluide hydraulique, l'invention concerne tout aussi bien les articulations A de type purement élastique, qui sont dépourvues de telles chambres.
Pour faciliter la fabrication de ces articulations, l'invention propose d'utiliser une structure de maintien 3 qui est conçue pour fixer, avant l'injection de la garniture 2 de chaque articulation A, la position relative de plusieurs armatures 11, 12, et / ou 13, ou portions d'armature appartenant à une ou plusieurs articulations.
Il est ainsi possible de manipuler comme une seule pièce l'ensemble que constituent la structure de maintien et les armatures ou portions d'armature dont cette structure assure la cohésion, sans avoir à manipuler séparément ces armatures ou portions d'armature.
La structure de maintien 3 peut toutefois prendre de nombreuses formes différentes, non nécessairement équivalentes quant aux avantages qu'elles peuvent procurer.
Les figures 1 à 3B illustrent ainsi une structure de maintien 3 qui d'une part est dédiée aux armatures d'une seule et même articulation, et qui d'autre part maintient ces armatures par un effet mécanique, par exemple par une force de pincement, par un emboîtement ou par un encliquetage.
Chacune des armatures 11 à 13 de l'articulation A qui doivent être maintenues ensemble est ainsi rapportée sur la structure de maintien 3 en l'occurrence conformée en étoile à trois branches 31, l'armature centrale 11 étant par exemple emboîtée sur un téton central 30 de l'armature 3 tandis que les armatures 12 et 13 sont enserrées entre les mâchoires de différentes pinces périphériques respectives telles que 32.
Il est néanmoins possible, comme le montrent notamment les figures 4 et 5, de prévoir que l'une ou plusieurs des armatures 11 à 13 de l'articulation A soit formée d'une seule pièce avec un ou plusieurs éléments, tels que 31 et 32, de la structure de maintien 3.
En l'occurrence, les figures 4 et 5 illustrent un mode de réalisation dans lequel l'armature centrale 11 est réalisée par moulage avec les branches 31 de la structure de maintien, qui portent les pinces 32.
Comme le comprendra l'homme du métier, le fait que l'armature 11 soit formée d'une seule pièce avec les branches 31 de la structure 3 n'implique pas nécessairement qu'elle soit constituée du même matériau, cette structure et ces branches pouvant notamment être constitués de matériaux différents co-injectés ou surmoulés.
La figure 6 illustre de façon suggestive un mode de réalisation plus élaboré, dans lequel la structure 3 inclut en outre des liaisons L reliant ensemble des branches 31 solidaires d'armatures 11 par exemple homologues, qui sont destinées à appartenir à des articulations différentes.
Dans un tel cas, la structure 3 forme alors un réseau propre à maintenir ensemble des armatures de plusieurs articulations qui peuvent être fabriquées de façon simultanée dans un moule disposant de plusieurs empreintes.
Les figures 7A et 7B illustrent encore un autre mode de réalisation possible de l'invention, néanmoins cumulable avec le mode de réalisation de la figure 6, dans lequel chaque armature, telle que 11 à 13, ou portion d'armature de chaque articulation est reliée à au moins une autre armature ou portion d'armature de cette même articulation par un ou plusieurs éléments, tels que 31 et 32, de la structure de maintien 3.35 Comme le montrent les figures 8 à 13B, il n'est pas nécessaire que la structure de maintien 3 maintienne les armatures 11 à 13 ou portions d'armatures telles que lla, llb, 12a, 12b, 13a, et 13b dans une position relative identique à la position que ces armatures ou portions d'armatures occuperont dans l'articulation en cours de réalisation, une fois terminée.
Il peut au contraire être particulièrement avantageux de prévoir que ces armatures ou portions d'armature soient provisoirement tenues par la structure de maintien dans une position relative différente de leur position finale.
C'est en particulier le cas lorsque l'une au moins des armatures, telle que l'armature 12 constituée des portions 12a et 12b (figures 8 à 11), présente une paroi à double pente qui complique ou fait obstacle à la réalisation de cette armature par moulage.
Dans ce cas, la réalisation finale de l'articulation implique simplement une opération supplémentaire de mise en place, qui consiste à déplacer de leur position provisoire vers leur position fonctionnelle définitive toutes les armatures ou portions d'armatures que la structure 3 ne maintient pas dans leur position définitive.
Par exemple, dans l'agencement qu'illustre la figure 10 et qui est formé de l'empilement de deux composants visibles aux figures 8 et 9, les portions d'armature 12a et 12b, assemblées l'une à l'autre par emboîtement d'un ensemble de pions 121 dans un ensemble correspondant de logements 120, occupent leur position définitive et forment l'armature 12.35 En revanche, les portions d'armatures lla et lib sont axialement espacées l'une de l'autre, de même que les portions d'armatures 13a et 13b, alors qu'elles doivent être jointives dans leur position finale. Il est donc nécessaire de rapprocher l'une de l'autre les portions d'armature lia et lib, de même que les portions d'armature 13a et 13b, en l'occurrence avant l'injection de la garniture élastomère 2. 10 Cependant, comme le suggère la figure 11, cette opération de mise en place peut être réalisée dans le moule M qui est utilisé pour le moulage de cette garniture, et dont le mouvement de fermeture suffit à opérer le 15 rapprochement requis, avec rupture des éléments tels que 31 et 32 de la structure 3.
La figure 12 illustre un produit intermédiaire correspondant à un autre mode de réalisation, dans lequel 20 l'armature 12 est constituée de portions d'armatures 12a et 12b par construction radialement décalées l'une par rapport à l'autre et maintenues axialement décalées l'une par rapport à l'autre par une structure de maintien formée d'éléments 31. 25 Dans ce mode de réalisation, l'opération de mise en place consistant à déplacer les portions d'armature 12a et 12b pour qu'elles se superposent peut être effectuée après l'injection de la garniture 2. 30 La figure 13A illustre un produit intermédiaire correspondant à encore un autre mode de réalisation, se distinguant du mode de réalisation de la figure 12 par le fait qu'il comporte trois armatures, la figure 13B illustrant le produit fini correspondant. 35 Comme le montrent les figures 13C à 13F, le produit fini peut être réalisé en plaçant dans le moule M ouvert (figure 13C) l'armature centrale 11, les portions d'armature intermédiaires 12a et 12b décalées axialement l'une par rapport à l'autre et maintenues ensemble par des éléments de structure 31, et l'armature externe 13.
Après fermeture du moule M (figure 13D), la garniture 2 est injectée dans ce moule (figure 13E). Après ouverture du moule M (figure 13F), le produit intermédiaire illustré à la figure 13A est obtenu.
Une opération de mise en place, consistant à déplacer les 15 portions d'armature 12a et 12b jusqu'à ce qu'elles se superposent, et effectuée après le moulage, permet d'aboutir au produit fini illustré à la figure 13B. Il peut être avantageux de prévoir en outre des moyens de solidarisation des deux portions d'armature 12a et 12b 20 dans cette position finale, par exemple à l'aide de formes complémentaires desdites portions ou par une opération supplémentaire consistant par exemple à souder, coller, sertir ensemble leurs extrémités.
25 Un avantage particulier du mode de réalisation des figures 12 à 13f est qu'il devient possible de réaliser l'armature centrale 12 en un matériau peu rigide et sensible à une élévation de température comme par exemple un polymère thermoplastique. Les portions d'armatures 12a 30 et 12b sont en effet appuyées sur une paroi du moule au cours de l'injection de la garniture. La pression et la température d'injection ne peuvent donc pas les déformer ou les déplacer. L'armature centrale peut alors être considérablement allégée par rapport à armature centrale 35 thermoplastique monobloc conventionnelle qui doit être dimensionnée pour résister à ces contraintes.10
Grâce au recours aux produits intermédiaires de fabrication tels que présentés ci-dessus, le procédé de l'invention permet de simplifier la fabrication des articulations élastiques ou hydro-élastiques.
Il permet en outre d'envisager l'utilisation, pour la réalisation des armatures, de matériaux polymères comme par exemple des thermoplastiques, non conventionnels pour ce type d'application.
Ainsi, bien que ce procédé comprenne toujours une opération consistant à fabriquer chaque armature telle que 11 à 13 de chaque articulation, éventuellement sous forme de portions, et une opération consistant, pour chaque articulation, à injecter une garniture 2 en matériau élastomère dans un moule contenant, éventuellement sous forme de portions, chaque armature 11 à 13 de cette articulation, la préparation de l'opération d'injection est grandement facilitée par l'opération intermédiaire, qui est mise en oeuvre préalablement à l'opération d'injection, et qui consiste à maintenir ensemble, de façon provisoire ou éventuellement définitive, tout ou partie des armatures ou portions d'armature appartenant à une ou plusieurs articulations fabriquées.
Cette opération intermédiaire est mise en oeuvre en liant certaines ou l'ensemble des armatures 11 à 13 ou portions d'armatures à une structure de maintien 3, qui est elle-même dédiée à une articulation et / ou à un ensemble d'articulations.
La liaison des armatures ou portions d'armature à la structure de maintien 3 peut être réalisée de façon très précoce dans le processus de fabrication, comme c'est le cas pour le mode de réalisation des figures 7A, 7B, 12 et 13A, dans lesquels la liaison s'effectue lors de la fabrication des armatures ou portions d'armature elles-mêmes.
La liaison des armatures ou portions d'armature à la structure de maintien 3 peut cependant aussi être réalisée de façon très tardive dans le processus de fabrication, comme c'est le cas pour le mode de réalisation des figures 1 à 3, dans lequel la liaison s'effectue après la fabrication des armatures elles-mêmes.
Le mode de réalisation des figures 4 et 5 illustre une situation intermédiaire, dans laquelle la liaison de l'armature 11 à la structure 3 est réalisée lors de la fabrication de cette armature, alors que la liaison des armatures 12 et 13 à la structure 3 est réalisée postérieurement à la fabrication de ces armatures.
Dans le cas du mode de réalisation des figures 1 à 3, le procédé de l'invention peut comprendre une opération de recyclage, qui consiste à désolidariser la structure de maintien 3, en vue de sa réutilisation, des armatures 11 à 13 ou portions d'armature qui lui sont liées, par exemple après l'opération d'injection.
Dans le cas des modes de réalisation des figures 4 et 5, 7A et 7B, 8 à 11, 12a, ou encore 13A et 13B, dans lesquels l'une au moins des armatures ou portion d'armature est formée d'une seule pièce avec au moins un élément de la structure de maintien, le procédé de l'invention peut comprendre une opération de finition, qui consiste à fragiliser, déformer, rompre, retirer ou détruire tout ou partie de la structure de maintien 3, par exemple avant ou pendant l'opération d'injection de la garniture comme le suggère la figure 11, ou même après cette injection comme le montrent les figures 12, 13A et 13B.
En toute hypothèse, et dans ces derniers cas notamment, il est possible de prévoir que le produit fini obtenu par le procédé précédemment décrit, et qui constitue une articulation élastique ou hydro-élastique, conserve au moins un résidu ou une trace de la structure de maintien 3 qui a été utilisée lors de sa fabrication, que ce résidu ou cette trace présentent un intérêt fonctionnel, et / ou qu'ils soient conçus pour ne pas interférer avec la fonction principale de l'articulation.15
Claims (11)
- REVENDICATIONS. 1. Produit intermédiaire de fabrication d'un ensemble comprenant au moins une première articulation élastique ou hydro-élastique (A), chaque articulation de cet ensemble comprenant au moins une armature (11-13) liée, après fabrication, à une garniture (2) en matériau élastomère injectée, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de maintien (3) propre à fixer, avant l'injection de la garniture (2), la position relative d'au moins deux armatures (11-13) ou portions d'armature appartenant à une ou plusieurs articulations de l'ensemble.
- 2. Produit intermédiaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une première armature (11) ou portion d'armature de la première articulation au moins est reliée par au moins un élément (31) de la structure de maintien (3) à une deuxième armature (12) ou portion d'armature de cette première articulation (A) dans une position relative transitoire différente de la position relative adoptée par ces première et deuxième armatures (11, 12) ou portions d'armature dans la configuration définitive de cette articulation.
- 3. Produit intermédiaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une armature (11) ou portion d'armature de la première articulation (A) au moins est rapportée sur la structure de maintien (3), à laquelle elle est liée par un effet mécanique tel qu'une force de pincement ou un encliquetage.35
- 4. Produit intermédiaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une armature (11) ou portion d'armature de la première articulation (A) au moins est formée d'une seule pièce avec au moins un élément (31, 32) de la structure de maintien (3).
- 5. Procédé de fabrication d'un ensemble comprenant au moins une première articulation élastique ou hydro- élastique (A), ce procédé comprenant une opération de fabrication d'une pluralité d'armatures (11-13) ou de portions d'armature et une opération d'injection consistant, pour chaque articulation, à injecter une garniture (2) en matériau élastomère dans un moule (M) contenant au moins une armature (11-13) ou portion d'armature de cette articulation, caractérisé en ce qu'il comprend une opération intermédiaire, mise en oeuvre préalablement à l'opération d'injection et consistant au moins à maintenir ensemble de façon au moins transitoire certaines au moins des armatures (11-13) ou des portions d'armature (lla, 12a, 13a; llb, 12b, 13b) appartenant à une ou plusieurs articulations.
- 6. Procédé de fabrication suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération intermédiaire est mise en oeuvre en liant certaines au moins des armatures (11-13) ou des portions d'armatures (lla, 12a, 13a; llb, 12b, 13b) de la première articulation (A) à une structure de maintien (3).
- 7. Procédé de fabrication suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de recyclage consistant à désolidariser la structure de maintien (3), en vue de sa réutilisation, des armatures (11-13) ou portions d'armatures qui lui sont liées.
- 8. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de finition, consistant à fragiliser, déformer, rompre, retirer ou détruire la structure de maintien (3) de façon totale ou partielle.
- 9. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de mise en place, consistant à déplacer certaines au moins des armatures (11-13) ou portions d'armatures (lia, 12a, 13a; lib, 12b, 13b) d'une position transitoire de maintien vers une position fonctionnelle définitive.
- 10. Procédé de fabrication suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'opération de mise en place est réalisée dans le moule (M), par un mouvement de ce dernier.
- 11. Produit fini obtenu par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 10 et constituant une articulation élastique ou hydro-élastique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un résidu ou une trace de la structure de maintien (3) utilisée lors de sa fabrication.
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