FR2926863A1

FR2926863A1 - Articulation hydro-elastique a reglage simplifie et son procede de reglage.

Info

Publication number: FR2926863A1
Application number: FR0850519A
Authority: FR
Inventors: Christophe Criaud
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2009-07-31

Abstract

L'invention concerne une articulation hydro-élastique comprenant au moins une armature interne (1), une cage (2), un organe d'obturation, un manchon externe (4), et une garniture (5) en matériau élastomère moulée avec au moins un insert constitué par la cage (2) et délimitant des chambres (6) de fluide hydraulique communiquant l'une avec l'autre à travers au moins un canal (30).Selon l'invention, ce canal (30) s'étend dans un espace libre (E2) disjoint des espaces libres (E1, E3) hébergeant les chambres (6), et occupe en profondeur toute la distance radiale (D) disponible entre la cage (2) et le manchon externe (4) .

Description

1

ARTICULATION HYDRO-ELASTIQUE A REGLAGE SIMPLIFIE ET SON PROCEDE DE REGLAGE.

L'invention concerne, de façon générale, les techniques de maîtrise des vibrations, et en particulier une articulation hydro-élastique conçue pour assembler deux pièces d'une structure de transmission d'efforts, notamment d'un véhicule à moteur, et pour amortir les vibrations transmises de l'une de ces pièces à l'autre. Dans la présente description, le terme amortissement doit être compris au sens large, ceci recouvrant non seulement l'amortissement des vibrations au sens étroit, c'est à dire le fait d'opposer une force à un mouvement en fonction de sa vitesse mais aussi le filtrage des vibrations, c'est à dire le fait de limiter la transmission des efforts en fonction de la fréquence du mouvement. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, une articulation hydro-élastique présentant des première et seconde extrémités axiales espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal, et comprenant, à distance radiale croissante de cet axe, au moins une armature interne, une armature à fenêtre ou "cage", et un manchon externe, cette articulation comprenant en outre des moyens d'obturation et une garniture en matériau élastomère formant au moins partiellement une paroi pour au moins deux chambres de fluide hydraulique, cette garniture étant moulée avec au moins un insert de moulage choisi dans l'ensemble comprenant l'armature interne, la cage et le manchon externe, l'ensemble formé par la garniture et chaque insert de moulage présentant une réserve de moulage au moins essentiellement axiale, obturée suivant une direction axiale par les moyens d'obturation du côté de la première extrémité axiale, et formée de plusieurs 2

espaces libres occupant des zones angulaires respectives disjointes et décalées l'une de l'autre autour de l'axe longitudinal, et lesdites chambres étant hébergées dans des espaces libres respectifs et communiquant l'une avec l'autre à travers au moins un premier canal. Une articulation hydro-élastique de ce type est notamment décrite dans le document de brevet WO 2007/118994. Dans l'articulation connue de ce document, les moyens d'obturation présentent une paroi engagée dans l'espace libre affecté à chaque canal, et chaque canal est formé par une saignée pratiquée dans cette paroi. En dépit du caractère très innovant de cette articulation connue, il est finalement apparu possible d'optimiser encore cette articulation, notamment du point de vue de sa compacité ou des procédés de réglage. Pour ce faire, l'articulation de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que le premier canal s'étend dans un espace libre disjoint des espaces libres hébergeant les chambres, et occupe en profondeur toute la distance radiale disponible entre la cage et le manchon externe. Ce premier canal peut notamment suivre un parcours 25 comprenant au moins un méandre s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal. Chaque méandre du premier canal est alors par exemple réalisé par une cloison radiale délimitant dans l'espace libre affecté au premier canal une portion 30 d'espace de forme allongée suivant l'axe longitudinal, et par un doigt de séparation s'étendant axialement, appartenant aux moyens d'obturation, et engagé dans la portion d'espace allongée, que ce doigt partage en deux portions de canal adjacentes. 35 L'articulation de l'invention peut aussi comprendre au moins un deuxième canal conformé comme le premier 3

canal et s'étendant dans un autre espace libre, disjoint des espaces libres hébergeant respectivement les chambres et le premier canal. Comme dans l'articulation connue, les moyens d'obturation utilisés dans l'articulation de l'invention comportent de préférence une pièce rapportée comprenant au moins un culot de forme annulaire obturant axialement la réserve de moulage. Par ailleurs, chaque chambre peut présenter, à la 10 seconde extrémité axiale de l'articulation, une extrémité axiale obturée axialement par la garniture. De façon avantageuse, chaque portion d'espace de forme allongée formant un méandre de chaque canal est obturée axialement par la cloison radiale du côté de la 15 deuxième extrémité axiale. Chaque doigt de séparation peut alors faire saillie du culot de la pièce rapportée et être formé d'une seule pièce avec ce culot. Par exemple, la cage et le manchon externe forment 20 une seule pièce et sont reliés l'un à l'autre du côté de la deuxième extrémité axiale. Chaque cloison radiale, la cage et le manchon externe peuvent être formés d'une seule pièce réalisée par moulage. 25 En outre, l'un ou plusieurs des éléments constitués par l'armature interne, la cage, le manchon, et la pièce rapportée peuvent être réalisés dans un matériau polymère. L'invention concerne également un procédé de réglage 30 d'une articulation hydro-élastique telle que précédemment définie, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une opération consistant à choisir le nombre de doigts de séparation et / ou la longueur de chaque doigt de séparation en fonction de caractéristiques 35 d'amortissement souhaitées pour cette articulation. 4

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'une articulation conforme à l'invention, observée du côté de sa deuxième extrémité axiale; - la figure 2 est une vue en coupe de l'articulation illustrée à la figure 1, cette coupe étant réalisée suivant un plan médian, transversal à l'axe longitudinal Y; - la figure 3 est une vue de dessous de l'articulation illustrée aux figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue écorchée en perspective de l'articulation illustrée aux figures 1 à 3; - la figure 5 est une vue agrandie d'un détail visible sur la figure 4; - la figure 6 est une vue en perspective d'un organe 20 d'obturation utilisé dans l'articulation illustrée aux figures 1 à 5; - la figure 7 est une vue écorchée en perspective de l'articulation illustrée aux figures 1 à 5, privée de son manchon externe et de son organe d'obturation; 25 - la figure 8 est une vue écorchée en perspective de l'articulation illustrée aux figures 1 à 5, privée de son manchon externe, mais équipée de son organe d'obturation réduit à un culot annulaire; - la figure 9 est une vue écorchée en perspective de 30 l'articulation illustrée aux figures 1 à 5, privée de son manchon externe, mais équipée de son organe d'obturation tel qu'illustré à la figure 6; et - la figure 10 est une vue écorchée en perspective de l'articulation illustrée aux figures 1 à 5, privée de 35 son manchon externe, mais équipée d'un organe d'obturation obtenu par réglage à partir de l'organe d'obturation illustré à la figure 6. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne une articulation hydro-élastique globalement cylindrique et 5 présentant des extrémités axiales B et H espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal Y et par convention respectivement désignées comme inférieure et supérieure. Comme le montre le mieux la figure 2, cette articulation comprend au moins, à distance radiale croissante de cet axe Y, une armature interne 1, une armature 2 à fenêtre, et un manchon externe 4. De façon connue, et comme décrit notamment dans le document de brevet WO 2007/118994, l'armature à fenêtre 2, plus communément appelée "cage", peut être formée de deux bagues reliées entre elles par des bras axiaux. Cette articulation comprend également un organe d'obturation 3, une garniture 5 en matériau élastomère ainsi, éventuellement, qu'une ou plusieurs pièces additionnelles telles qu'une armature intermédiaire 7 disposée entre l'armature interne 1 et la cage 2. La garniture 5 est obtenue par moulage dans un moule où sont également introduits, en tant qu'inserts, un ou plusieurs éléments choisis dans l'ensemble comprenant l'armature interne 1, la cage 2, l'armature intermédiaire 7, et le manchon externe 4. La partie périphérique 52 de la garniture 5 forme au moins partiellement une paroi intérieure pour plusieurs chambres 6 de fluide hydraulique, qui communiquent l'une avec l'autre au moins par paires à travers un canal ou plusieurs canaux 30. Grâce à cet agencement, les mouvements radiaux relatifs entre l'armature interne 1 et le manchon externe 4 provoquent, de façon connue en soi, des variations de volume des différentes chambres, donc une circulation du 6

fluide hydraulique entre les différentes chambres 6 à travers les canaux 30. Les mouvements radiaux relatifs entre l'armature interne 1 et le manchon externe 4 peuvent ainsi être atténués et filtrés en fréquence grâce à la résistance par effet inertiel qu'offrent les canaux 30 à la circulation du fluide entre les différentes chambres 6. L'armature intermédiaire 7 peut être au moins partiellement noyée dans la garniture 5, celle-ci reliant par ailleurs la cage 2 à l'armature interne 1 (figure 2). Comme le montre la figure 4, la cage 2 et le manchon externe 4 sont de préférence reliés l'un à l'autre par leurs extrémités axiales supérieures respectives, de sorte qu'elles ne forment qu'une seule pièce et qu'elles peuvent être fabriquées ensemble, en particulier par moulage. Plus généralement, la cage 2, le manchon externe 4, l'armature intermédiaire 7, et l'organe d'obturation 3 peuvent avantageusement être réalisés en aluminium ou dans un matériau polymère. Ces pièces peuvent donc être obtenues par moulage et présenter des formes relativement élaborées leur permettant de remplir aisément de multiples fonctions. Dans l'agencement précédemment décrit, l'ensemble formé par la garniture 5 et chaque insert présente une réserve de moulage au moins essentiellement axiale. On appelle "réserve de moulage" le volume laissé libre de toute matière dans une opération de moulage, en l'occurrence constituée par l'opération de moulage de la garniture 5, grâce à la présence dans le moule d'un noyau qui occupe ce volume. Par convention, une réserve de moulage "au moins essentiellement axiale" au sens de la présente description est une réserve de moulage qui est strictement axiale ou qui, à défaut de l'être, ne présente que des cavités radiales hélicoïdales ou de 7

dimensions suffisamment faible pour que l'opération de démoulage puisse être pratiquée par éloignement relatif, suivant l'axe longitudinal Y, du moule et de l'ensemble formé par la garniture 5 et chaque insert, éventuellement accompagné d'une rotation autour de cet axe Y et / ou d'une déformation élastique de la garniture 5. Cette réserve de moulage présente donc, à l'extrémité axiale inférieure B de l'articulation, une ou plusieurs ouvertures qui permettent le démoulage de la garniture 5 et de l'ensemble de ses inserts le long de l'axe Y, cette ou ces ouvertures étant obturées axialement par l'organe d'obturation 3. Dans le mode de réalisation illustré, l'ouverture laissée par la réserve de moulage avant la mise en place 15 de l'organe d'obturation 3 est annulaire. Corrélativement, l'organe d'obturation 3, qui est formé d'une pièce rapportée, comprend un culot 31 de forme annulaire inséré axialement dans l'ouverture laissée par la réserve de moulage et obturant donc 20 l'extrémité axiale inférieure de chaque chambre 6. En revanche, comme le montre la figure 4, l'extrémité axiale supérieure 6H de chaque chambre 6 peut être obturée axialement par la garniture 5. Comme le montre la figure 2, la réserve de moulage 25 est formée de plusieurs espaces libres tels que El à E4, qui occupent des zones angulaires respectives, Z1 à Z4, disjointes et décalées l'une de l'autre autour de l'axe longitudinal Y, les chambres 6 étant par exemple hébergées dans des espaces libres respectifs El et E3, 30 diamétralement opposés l'un à l'autre. Chaque canal 30 s'étend dans un espace libre correspondant, tel que E2 et E4, chacun de ces espaces E2 et E4 étant disjoint des espaces libres El et E3 qui hébergent les chambres 6. 8

Par ailleurs, chaque canal 30 occupe en profondeur toute la distance radiale D disponible entre la cage 2 et le manchon externe 4. Pour une même profondeur de canal, cet agencement permet donc de réduire les dimensions externes de l'articulation de l'invention par rapport à tout autre agencement dans lequel la distance radiale D serait occupée non seulement par le canal 30 mais aussi par une paroi interne.

Dans le cas où l'organe d'obturation 3 illustré à la figure 6 se réduit à son culot annulaire 31 (figure 8), chaque canal 30 peut se réduire à un passage périphérique adjacent au culot 31 et réalisant une communication directe de longueur minimale entre les chambres 6.

En revanche, il est possible de prévoir que chaque canal 30, ou l'un au moins d'entre eux, suive un parcours comprenant un ou plusieurs méandres tels que 30a et 30b (figure 9), chaque méandre s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal Y.

Dans ce cas, la communication hydraulique entre les chambres 6 présente une longueur supérieure et une inertie plus importante, voire beaucoup plus importante. Chaque méandre 30a, 30b appartenant alors au canal 30 est par exemple réalisé par une cloison radiale 24 et par un doigt de séparation 32 appartenant à l'organe d'obturation 3. Comme le montre la figure 6, chaque doigt de séparation 32 fait saillie du culot 31 de l'organe d'obturation 3 et est formé d'une seule pièce avec ce culot. La cloison radiale 24 a pour fonction de délimiter, dans l'espace libre E2 affecté à ce canal 30, une portion d'espace de forme allongée suivant l'axe longitudinal Y. De son côté, le doigt de séparation 32, qui s'étend axialement, est engagé dans la portion d'espace allongée de sorte qu'il partage cette portion d'espace allongée en 9

deux portions de canal adjacentes, 30a et 30b, formant ensemble le méandre du canal. Comme le montrent les figures 7 à 10, chaque portion d'espace de forme allongée formant un méandre 30a, 30b est obturée axialement par la cloison radiale 24 du côté de l'extrémité axiale supérieure H de l'articulation. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, chaque cloison radiale 24, la cage 2, et le manchon externe 4 sont de préférence formés d'une seule pièce, par exemple réalisée par moulage. Comme le montre la figure 10, il est possible, grâce à cet agencement, de moduler à volonté la longueur de chaque canal en choisissant le nombre et / ou la longueur des doigts de séparation 32 en fonction de caractéristiques d'amortissement souhaitées pour cette articulation. Pour obtenir un filtrage des fréquences les plus basses, tous les doigts de séparation prévus sont utilisés à leur longueur maximale, comme représenté sur la figure 9. Pour obtenir un filtrage des fréquences les plus hautes, aucun des doigts de séparation n'est utilisé, comme représenté sur la figure 8. Et pour les fréquences intermédiaires, il est possible, comme le montre la figure 10, de supprimer des doigts et / ou de réduire la longueur d'un ou plusieurs d'entre eux.

Claims

REVENDICATIONS

. 1. Articulation hydro-élastique présentant des première et seconde extrémités axiales (B, H) espacées l'une de l'autre le long d'un axe longitudinal (Y), et comprenant, à distance radiale croissante de cet axe, au moins une armature interne (1), une armature à fenêtre ou "cage" (2), et un manchon externe (4), cette articulation comprenant en outre des moyens d'obturation (3) et une garniture (5) en matériau élastomère formant au moins partiellement une paroi pour au moins deux chambres (6) de fluide hydraulique, cette garniture (5) étant moulée avec au moins un insert de moulage choisi dans l'ensemble comprenant l'armature interne (1), la cage (2) et le manchon externe (4), l'ensemble formé par la garniture (5) et chaque insert de moulage présentant une réserve de moulage au moins essentiellement axiale, obturée suivant une direction axiale par les moyens d'obturation (3) du côté de la première extrémité axiale (B), et formée de plusieurs espaces libres (El - E4) occupant des zones angulaires respectives (Z1 - Z4) disjointes et décalées l'une de l'autre autour de l'axe longitudinal (Y), et lesdites chambres (6) étant hébergées dans des espaces libres respectifs (El, E3) et communiquant l'une avec l'autre à travers au moins un premier canal (30), caractérisée en ce que le premier canal (30) s'étend dans un espace libre (E2) disjoint des espaces libres (El, E3) hébergeant les chambres (6), et occupe en profondeur toute la distance radiale (D) disponible entre la cage (2) et le manchon externe (4).
2. Articulation hydro-élastique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le premier canal (30) suit un parcours comprenant au moins un méandre 35 (30a, 30b) s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal (Y) 11
3. Articulation hydro-élastique suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chaque méandre (30a, 30b) du premier canal (30) est réalisé par une cloison radiale (24) délimitant dans l'espace libre (E2) affecté au premier canal (30) une portion d'espace de forme allongée suivant l'axe longitudinal (Y), et par un doigt de séparation (32) s'étendant axialement, appartenant aux moyens d'obturation (3), et engagé dans la portion d'espace allongée, que ce doigt (32) partage en deux portions de canal adjacentes (30a, 30b).
4. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un deuxième canal (30) conformé comme le premier canal (30) et s'étendant dans un autre espace libre (E4), disjoint des espaces libres (El, E3, E2) hébergeant respectivement les chambres (6) et le premier canal (30).
5. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'obturation (3) comprennent une pièce rapportée comprenant au moins un culot (31) de forme annulaire obturant axialement la réserve de moulage
6. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque chambre (6) présente, à la seconde extrémité axiale (H) de l'articulation, une extrémité axiale (6H) obturée axialement par la garniture (5).
7. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisée en ce que chaque portion d'espace de forme allongée formant un méandre (30a, 30b) de chaque canal (30) est obturée axialement par la cloison radiale (24) du côté de la deuxième extrémité axiale (H). 12
8. Articulation hydro-élastique suivant les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que chaque doigt de séparation (32) fait saillie du culot (31) de la pièce rapportée (3) et est formé d'une seule pièce avec ce culot.
9. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cage (2) et le manchon externe (4) forment une seule pièce et sont reliés l'un à l'autre du côté de la deuxième extrémité axiale (H).
10. Articulation hydro-élastique suivant les revendications 3 et 9, caractérisée en ce que chaque cloison radiale (24), la cage (2) et le manchon externe (4) sont formés d'une seule pièce réalisée par moulage.
11. Articulation hydro-élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 5, caractérisée en ce que l'un au moins des éléments constitués par l'armature interne (1), la cage (2), le manchon (4), et la pièce rapportée (3) est réalisé dans un matériau polymère, de préférence par moulage.
12. Procédé de réglage d'une articulation hydroélastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une opération consistant à choisir le nombre de doigts de séparation et / ou la longueur de chaque doigt de séparation (32) en fonction de caractéristiques d'amortissement souhaitées pour cette articulation.30