Articulation élastique en tonneau
La présente invention concerne une articulat on élastique comprenant classiquement un tube intérieur cylindrique et un tube extérieur concentriques entre lesquels est disposée une masse torique élastomère 3 liée aux tubes. Les articulations élastiques employées sur les pièces de châssis de véhicule automobile sont assemblées par emmanchement, c'est-à-dire qu'elles sont maintenues dans leur logement par frettage. Pour assurer la ~o tenue au démanchement d'une articulation emmanchée, il est donc nécessaire de maximiser l'effort de frettage entre les pièces mâle et femelle et donc notamment de garantir au mieux la surface de contact entre les deux pièces emmanchées. Usuellement, le tube extérieur des articulation est cylindrique dans la 15 zone de contact avec la surface cylindrique du logement. En dehors de cette zone, le tube peut être ou non muni de collerette ou de bords tombés destinés notamment à augmenter la raideur du tube. Néanmoins, ces géométries ne permettent pas, après emmanchement, de garantir un contact optimal avec la pièce femelle. 20 Le but de l'invention est de proposer, grâce à une géométrie nouvelle, un contact amélioré entre la pièce mâle et la pièce femelle de l'emmanchement. L'invention atteint son but grâce à une articulation élastique comprenant un tube intérieur cylindrique et un tube extérieur concentriques 25 entre lesquels est disposée une masse torique élastomère, liée sans glisser aux tubes, le tube extérieur comportant une surface extérieure de révolution destinée à s'emmancher dans un logement cylindrique d'une pièce mécanique, caractérisée en ce que la surface extérieure d'emmanchement comporte au moins une zone bombée, par exemple en tonneau. 30 Cette forme bombée, notamment en tonneau, forme un bourrelet radial qui constitue une réserve élastique limitant les déformations plastiques lors de forts serrages et contribue à l'amélioration de la qualité du contact par rapport à une cage d'articulation cylindrique. Par ailleurs, le bourrelet impose un contact linéique bien défini, et on peut multiplier les 35 bourrelets ou tonneaux pour augmenter d'autant la surface de contact et donc l'effet de frettage. Par ailleurs, la présence d'au moins deux bourrelets permet un meilleur guidage de la pièce mâle dans la pièce femelle lors de l'emmanchement. La ou les zones bombées sont avantageusement obtenues par rétreint, 5 c'est-à-dire diminution du diamètre extérieur par emboutissage, lors du processus de fabrication des articulations. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : t o La figure 1 est une coupe schématique d'une articulation élastique de l'art antérieur, disposée dans une pièce mécanique, La figure 2 est une coupe schématique d'une articulation élastique conforme à l'invention, représentée en dehors de sa pièce mécanique, La figure 3 est une coupe schématique de la cage extérieure d'une 15 variante de l'articulation élastique de la figure 3 La figure 4 est un graphique comparant les efforts de démanchement en fonction du serrage dans deux articulations conformes aux figures 1 et 2. La figure 1 représente une articulation élastique classique comprenant un tube intérieur 1 et une cage ou un tube extérieur 2 20 concentriques entre lesquels est disposée une masse torique élastomère 3, liée sans glisser aux tubes par adhésion et/ou par frottement dû à un emmanchement à force. La cage extérieure 2 peut comporter des lèvres intérieures 4 de blocage de la masse 3, formés par exemple par rétreint. Ces lèvres peuvent aussi être simplement destinées à augmenter la raideur de la 25 cage. L'articulation est emmanchée par sa cage extérieure 2 dans un logement cylindrique formé dans une pièce mécanique 5 d'un véhicule (par exemple). La cage extérieure classique 2 comporte une paroi extérieure sensiblement cylindrique sur au moins une partie substantielle de sa hauteur. 30 La Demanderesse au terme d'études et de calculs d'emmanchement d'articulations élastiques dans des collets ou dans des logements massifs (de type porte-fusée ou bras usiné) s'est aperçu que les déformations plastiques inhérentes à l'emmanchement engendrent une importante perte de contact. En pratique, le contact entre la cage extérieure 2 et le logement de la pièce 5 35 se fait sensiblement seulement dans la zone 6 représentée en haut de la cage, et il y a une grande zone de décollement 7 en dessous de la zone 6. Le contact ne se réduit plus alors qu'à un contact linéique non maîtrisé, ce qui est néfaste du point de vue de l'effort de démanchement : l'effort de démanchement augmente d'abord avec le serrage puis diminue (diminution des pressions de contact dans la partie inférieure î de l'emmanchement) et se stabilise au-delà d'une certaine valeur de serrage (décollement dans la partie inférieure 7 de l'assemblage, plastification dans la zone 6 de contact linéique). Ceci est représenté sur la courbe A de la figure 4. On a représenté sur la figure 2, de manière sensiblement exagérée, to une articulation élastique conforme à l'invention, comprenant encore un tube intérieur 1 et une cage extérieure 2 à lèvres tombées 4, enfermant entre eux une masse élastomère 3. Selon l'invention, la surface extérieure de la cage 2 est non plus cylindrique mais bombée, ici en tonneau. La différence radiale e entre la partie la plus extérieure et la plus intérieure de la bague 15 extérieure est de l'ordre de 1 à 2 mm pour des bagues 2 de diamètre extérieur compris entre 20 et 80 mm et de hauteur h comprise entre 20 et 60 mm. Le rapport e/h est avantageusement de l'ordre de 0,2 à 0,4. L'épaisseur de la bague, réalisée par exemple en acier, est de l'ordre de 1 à 3 mm. Cette forme ovale constitue une réserve élastique qui limite les 20 déformations plastiques lors de forts serrages et contribue ainsi à l'amélioration de la qualité du contact par rapport à une cage d'articulation cylindrique, ce qu'illustre la courbe B de la figure 4. On voit que la courbe B est plus favorable que la courbe A obtenue pour une cage traditionnelle d'épaisseur et de matériau identique. 25 L'invention permet également de limiter les décollements entres les pièces mâle 2 et femelle 5 dans les zones en contact lors de l'emmanchement, ce qui rend l'assemblage moins sensible à la corrosion. On a représenté sur la figure 3 une variante de cage 2 dans laquelle on a prévu deux bourrelets ou tonneaux 8 séparés par un creux 9, qui 3o conduit à un doublement des surfaces de contact et à un doublement de l'effort de démanchement par rapport à une variante à simple tonneau, pour un matériau et une épaisseur identiques. La variante à double tonneau (ou à un nombre de bourrelets encore supérieur à 2) permet un meilleur guidage de la cage 2 dans son logement et évite le risque de rotulage qui pourrait 35 apparaître avec la version à simple tonneau.
Les bourrelets pourraient n'être pas contigus et être séparés par une partie cylindrique. Toutefois, il est préférable de profiter au maximum de la réserve d'élasticité procurée par une forme en un ou plusieurs tonneaux occupant toute la hauteur d'emmanchement. s La fabrication des cages extérieures d'articulation à portée cylindrique fait appel actuellement à une étape dite de rétreinte qui consiste par l'intermédiaire de mors à réduire le diamètre de la cage, avec mise en compression de la masse d'élastomère. Selon l'invention, on emploie des mors adaptés pour réaliser lors de cette étape la forme caractéristique à 1, 2 i o ou n tonneaux. 15