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FR2819301A1 - Hydroelastic articulated joint e.g. for road or rail vehicles has inner body and outer frame shaped to form a linking channel between fluidfilled compartments - Google Patents

Hydroelastic articulated joint e.g. for road or rail vehicles has inner body and outer frame shaped to form a linking channel between fluidfilled compartments Download PDF

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Abstract

The joint, comprising an inner body (2) designed to be fixed to a suspended component, a coaxial outer frame fixed to a chassis, and a moulded elastomer block in the space between them forming two fluidfilled chambers. The inner body and outer frame are shaped to form a channel connecting the chambers, e.g. in the form of a peripheral channel in the inner body. The outer frame is in the form of a tubular member with its ends folded over after filling for crimping to the inner body.

Description

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ARTICULATION HYDROELASTIQUE DESTINEE A L'AMORTISSEMENT DES VIBRATIONS
La présente invention concerne le domaine des dispositifs destinés à l'amortissement des vibrations. Elle concerne plus particulièrement le domaine des articulations hydroélastiques employées notamment dans l'industrie automobile ou ferroviaire.
HYDROELASTIC ARTICULATION FOR DAMPING VIBRATIONS
The present invention relates to the field of devices intended for damping vibrations. It relates more particularly to the field of hydroelastic joints used in particular in the automobile or railway industry.

Ces articulations hydroélastiques sont destinées à amortir des sollicitations d'un ensemble émetteur par rapport à un autre récepteur, afin de minimiser les effets dus à la résonance, par exemple entre un essieu à traverse déformable et la caisse d'un véhicule automobile ou encore un berceau et un triangle.  These hydroelastic joints are intended to absorb the stresses of an emitting assembly relative to another receiver, in order to minimize the effects due to resonance, for example between an axle with deformable cross-member and the body of a motor vehicle or even a cradle and a triangle.

On connaît dans l'état de la technique de telles articulations, constituées de deux armatures cylindriques coaxiales reliées entre elles par une masse d'élastomère.  Known in the prior art such joints, consisting of two coaxial cylindrical frames connected together by a mass of elastomer.

Le brevet américain US5899431 décrit une articulation pour un train roulant de véhicule, comportant deux éléments coaxiaux susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre.  US Patent US5,899,431 describes a joint for a vehicle undercarriage, comprising two coaxial elements capable of moving relative to each other.

On connaît également le brevet français FR2788822 décrivant un support antivibratoire hydraulique comportant des armatures intérieure et extérieure coaxiales reliées par un corps en élastomère qui délimite deux chambres hydrauliques communiquant entre elles par un passage étranglé. Une armature intermédiaire, noyée dans le corps en élastomère, comporte deux anneaux rigides autour desquels est serrée l'armature extérieure et qui débordent de cette armature, pour définir deux parties d'extrémité recouvertes par deux portées annulaires du corps en élastomère qui sont en contact radial avec la surface intérieure d'un logement dans lequel est emboîté le support. L'armature extérieure n'est pas en contact avec cette  French patent FR2788822 is also known, describing a hydraulic antivibration support comprising coaxial internal and external reinforcements connected by an elastomer body which delimits two hydraulic chambers communicating with each other by a throttled passage. An intermediate frame, embedded in the elastomer body, comprises two rigid rings around which the outer frame is clamped and which protrude from this frame, to define two end parts covered by two annular bearing surfaces of the elastomer body which are in contact radial with the interior surface of a housing in which the support is fitted. The outer frame is not in contact with this

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surface, ce qui évite de mouler une couche d'élastomère sur cette armature.  surface, which avoids molding a layer of elastomer on this reinforcement.

Il est possible de différencier les raideurs radiales par la présence d'alvéoles ou des masses d'élastomères d'épaisseurs différentes. La présence d'une collerette permet d'augmenter la raideur axiale. Lorsqu'on utilise uniquement de l'élastomère, les valeurs d'amortissement sont quasiment constantes et peu élevées.  It is possible to differentiate the radial stiffnesses by the presence of alveoli or masses of elastomers of different thicknesses. The presence of a flange increases the axial stiffness. When using only elastomer, the damping values are almost constant and not very high.

L'ordre de grandeur de l'angle de déphasage est de 60. The order of magnitude of the phase shift angle is 60.

Pour augmenter l'amortissement à une fréquence donnée, on introduit du fluide dans les chambres reliées entre elles. Le conduit de liaison forme une colonne accordée. A une fréquence correspondant à la fréquence de résonance de la colonne, la circulation du fluide est stoppée, ce qui crée une augmentation de la valeur d'amortissement.  To increase the damping at a given frequency, fluid is introduced into the chambers connected to each other. The connecting pipe forms a tuned column. At a frequency corresponding to the resonant frequency of the column, the circulation of the fluid is stopped, which creates an increase in the damping value.

Les dispositifs de l'art antérieur présente une structure relativement complexe, rendant leur fabrication complexe et coûteuse.  The devices of the prior art have a relatively complex structure, making their manufacture complex and expensive.

Le but de la présente invention est de proposer une telle articulation de conception simple, permettant de réduire le coût de fabrication.  The object of the present invention is to propose such a joint of simple design, making it possible to reduce the manufacturing cost.

L'invention vise dans son acception la plus générale une articulation hydroélastique du type constituée par un corps intérieur destiné à être solidarisé avec une partie suspendue et une armature extérieure coaxiale destinée à être solidarisée avec un châssis, et par une masse d'élastomère moulée dans l'espace compris entre l'armature extérieure et le corps intérieur, pour former au moins deux chambres de fluides, caractérisé en ce que le corps et l'armature extérieure sont configurés pour présenter un canal de liaison assurant la communication entre lesdites chambres de fluide.  The invention aims in its most general sense a hydroelastic articulation of the type constituted by an inner body intended to be secured to a suspended part and a coaxial outer frame intended to be secured to a frame, and by a mass of elastomer molded in the space between the outer frame and the inner body, to form at least two fluid chambers, characterized in that the body and the outer frame are configured to have a connecting channel ensuring communication between said fluid chambers .

De préférence, le canal de liaison est constitué par une gorge périphérique prévue sur le corps intérieur.  Preferably, the connecting channel consists of a peripheral groove provided on the interior body.

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Avantageusement, l'armature extérieure est formée par un élément tubulaire dont les extrémités sont rabattues après remplissage des chambres de fluide pour assurer le sertissage du corps intérieur.  Advantageously, the outer frame is formed by a tubular element whose ends are folded down after filling of the fluid chambers to ensure the crimping of the inner body.

Selon un mode de réalisation préféré, l'articulation selon l'invention comprend un corps intérieur constitué par une armature intérieure présentant une partie tubulaire terminée par une face frontale transversale, et par une armature intermédiaire présentant des languettes longitudinales supportant des pains d'élastomère, l'armature intérieure présentant une gorge annulaire pour la circulation du fluide entre les chambres de fluide formées entre lesdites languettes.  According to a preferred embodiment, the articulation according to the invention comprises an internal body constituted by an internal reinforcement having a tubular part ending in a transverse front face, and by an intermediate reinforcement presenting longitudinal tongues supporting elastomer bars, the inner frame having an annular groove for the circulation of the fluid between the fluid chambers formed between said tongues.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple non limitatif de réalisation, faisant référence aux dessins annexés où : - la figure 1 représente une vue de l'armature interne ; - la figure 2 représente une vue de l'armature intermédiaire ; - la figure 3 représente une vue de l'armature extérieure ;

Figure img00030001

- la figure 4 représente une vue d'ensemble d'un amortisseur selon l'invention ; la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale ; - la figure 6 représente une vue en détail du canal de liaison ; la figure 7 représente une vue en coupe transversale. The present invention will be better understood on reading the description of a nonlimiting exemplary embodiment, referring to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a view of the internal frame; - Figure 2 shows a view of the intermediate frame; - Figure 3 shows a view of the outer frame;
Figure img00030001

- Figure 4 shows an overview of a shock absorber according to the invention; FIG. 5 represents a view in longitudinal section; - Figure 6 shows a detailed view of the connecting channel; Figure 7 shows a cross-sectional view.

L'articulation est constituée par trois éléments coaxiaux métalliques, par exemple en tôle d'acier : - une armature intérieure (100) - une armature intermédiaire (200) - une armature extérieure (300).  The articulation consists of three metallic coaxial elements, for example made of sheet steel: - an internal reinforcement (100) - an intermediate reinforcement (200) - an external reinforcement (300).

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L'armature intérieure (100) est constituée par une partie tubulaire (21) munie à l'une de ses extrémités frontales d'une flasque transversale (24) présentant un trou de fixation (23). La flasque (24) présente quatre échancrures périphériques (22). Ces échancrures permettent d'ajuster la tenue à la pression des chambres de fluide sur l'extrémité supérieure, tout en maintenant l'étanchéité.  The internal frame (100) consists of a tubular part (21) provided at one of its front ends with a transverse flange (24) having a fixing hole (23). The flange (24) has four peripheral notches (22). These notches make it possible to adjust the pressure resistance of the fluid chambers on the upper end, while maintaining the seal.

La flasque (23) est sertie sur l'extrémité de la partie tubulaire (21). Cette flasque (24) est nécessaire lorsque l'application du dispositif nécessite une raideur forte. Par contre, pour des applications nécessitant une raideur faible, la flasque (24) n'est pas nécessaire, et l'armature intérieure peut être constituée simplement par un élément tubulaire (21).  The flange (23) is crimped onto the end of the tubular part (21). This flange (24) is necessary when the application of the device requires high stiffness. On the other hand, for applications requiring a low stiffness, the flange (24) is not necessary, and the internal reinforcement can be constituted simply by a tubular element (21).

L'armature intermédiaire (200) présente une forme de cage tubulaire. Elle comporte une extrémité semiannulaire (3) et une extrémité opposée présentant une gorge annulaire (34), constituant un moyen important de l'invention. Entre ces deux extrémités, l'armature intermédiaire (200) présente quatre languettes (36 à 39).  The intermediate frame (200) has the shape of a tubular cage. It comprises a semiannular end (3) and an opposite end having an annular groove (34), constituting an important means of the invention. Between these two ends, the intermediate frame (200) has four tabs (36 to 39).

La surface extérieure de l'armature intérieure est revêtue d'élastomère afin d'assurer l'étanchéité avec l'armature extérieure, lors du sellage de l'articulation.  The external surface of the internal reinforcement is coated with elastomer in order to ensure sealing with the external reinforcement, during the saddling of the joint.

L'armature extérieure (300) présente une forme tubulaire. L'une des extrémités présente un épaulement (44) contre lequel viendra s'appuyer l'extrémité inférieure de l'armature intermédiaire (l'extrémité présentant la gorge annulaire).  The outer frame (300) has a tubular shape. One end has a shoulder (44) against which will rest the lower end of the intermediate frame (the end having the annular groove).

L'autre extrémité présente un bord de sertissage (45) qui viendra s'appuyer sur la flasque (24) de l'armature intérieure (100).  The other end has a crimping edge (45) which will come to bear on the flange (24) of the inner frame (100).

Le corps intérieur est réalisé en surmoulant dans un moule d'injection de l'élastomère entre l'armature intérieure (100) et l'armature intermédiaire (200).  The internal body is produced by overmolding in an injection mold of the elastomer between the internal reinforcement (100) and the intermediate reinforcement (200).

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La masse d'élastomère forme notamment des butées (52, 52') s'étendant vers l'intérieur de l'armature intermédiaire, depuis les languettes (37,39) diamétralement opposées. Ces butées (52, 52') assurent les limitations des débattements radiaux par appui sur la face extérieure (2) de l'armature intérieure (100), également revêtue par de l'élastomère.  The elastomer mass in particular forms stops (52, 52 ') extending towards the inside of the intermediate reinforcement, from the diametrically opposite tongues (37,39). These stops (52, 52 ′) limit the radial deflections by pressing on the outside face (2) of the inside frame (100), also coated with elastomer.

Les deux autres languettes (36,38) sont reliées à la partie tubulaire (21) de l'armature intérieure par une masse d'élastomère (51,51').  The other two tabs (36,38) are connected to the tubular part (21) of the internal frame by a mass of elastomer (51,51 ').

Le corps intérieur présente deux chambres de fluide (7, 7') symétriques ou non, délimitées par l'élastomère surmoulé entre les armatures intérieure et intermédiaire et notamment par les pains d'élastomère (61, 51') assurant la liaison entre les languettes (36,38) et la face extérieure (2) de la partie tubulaire (21) de l'armature intérieure (100).  The internal body has two fluid chambers (7, 7 ') symmetrical or not, delimited by the elastomer molded between the interior and intermediate frames and in particular by the elastomer bars (61, 51') ensuring the connection between the tongues (36,38) and the outer face (2) of the tubular part (21) of the inner frame (100).

La raideur autour du zéro est réglée par le cisaillement des pains porteurs (51,51') séparant les chambres (7, 7') ainsi que par les extrémités (54 et 55)
Une toile d'étanchéité (54) venu de moulage entre l'extrémité inférieure de la face extérieure (2) de l'armature intérieure (100) referme les chambres de fluide (7,7') dans leurs parties basses et permet de régler la tenue à la pression desdites chambres (7, 7').
The stiffness around zero is regulated by the shearing of the load-bearing loaves (51,51 ') separating the chambers (7, 7') as well as by the ends (54 and 55)
A sealing fabric (54) molded between the lower end of the outer face (2) of the inner frame (100) closes the fluid chambers (7,7 ') in their lower parts and makes it possible to adjust the pressure resistance of said chambers (7, 7 ').

En partie supérieure, l'élastomère (55) assure la rigidité axiale par compression de celui-ci entre la collerette (33) de l'armature intermédiaire (200) et la flasque (24) de l'armature intérieure (100).  In the upper part, the elastomer (55) provides axial rigidity by compression of the latter between the flange (33) of the intermediate frame (200) and the flange (24) of the inner frame (100).

Le fluide peut circuler entre les chambres (7) et (7') grâce à des ouvertures (61,62) s'ouvrant dans la gorge périphérique (34) formant un canal accordé.  The fluid can circulate between the chambers (7) and (7 ') through openings (61,62) opening in the peripheral groove (34) forming a tuned channel.

L'assemblage de l'articulation selon l'invention comporte une étape de remplissage de fluide qui peut se  The assembly of the joint according to the invention comprises a step of filling with fluid which can be

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faire une immersion en piscine ou par vide, avec obturation finale.  immerse in a pool or vacuum, with final filling.

Dans le cas d'un remplissage en piscine, le corps d'articulation est introduit dans le liquide puis emmanché dans l'armature extérieure (300).  In the case of filling in a swimming pool, the articulation body is introduced into the liquid and then fitted into the external frame (300).

Le bord de sertissage (45) de l'armature extérieure (300) est ensuite rabattu sur la collerette (33) de l'armature intermédiaire (100) pour réaliser l'étanchéité totale de la pièce et garantir l'impossibilité du démontage. The crimping edge (45) of the outer frame (300) is then folded over the flange (33) of the intermediate frame (100) to achieve total sealing of the part and guarantee the impossibility of disassembly.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1-Articulation hydroélastique du type constituée par un corps intérieur destiné à être solidarisé avec une partie suspendue et une armature extérieure (300) coaxiale destinée à être solidarisée avec un châssis, et par une masse d'élastomère moulée dans l'espace compris entre l'armature extérieure (300) et le corps intérieur, pour former au moins deux chambres de fluides, caractérisé en ce que le corps et l'armature extérieure (300) sont configurés pour présenter un canal de liaison (34) assurant la communication entre lesdites chambres de fluide (7, 7').  1-Hydroelastic articulation of the type constituted by an inner body intended to be secured with a suspended part and an outer frame (300) coaxial intended to be secured with a frame, and by a mass of elastomer molded in the space between the outer frame (300) and the inner body, to form at least two fluid chambers, characterized in that the body and the outer frame (300) are configured to present a connection channel (34) ensuring communication between said fluid chambers (7, 7 '). 2-Articulation hydroélastique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal de liaison (34) est constitué par une gorge périphérique prévue sur le corps intérieur.  2-hydroelastic joint according to claim 1 characterized in that the connecting channel (34) is constituted by a peripheral groove provided on the inner body. 3-Articulation hydroélastique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'armature extérieure (300) est formée par un élément tubulaire dont les extrémités sont rabattues après remplissage des chambres de fluide pour assurer le sertissage du corps intérieur.  3-Hydroelastic articulation according to at least one of the preceding claims, characterized in that the external reinforcement (300) is formed by a tubular element the ends of which are folded down after filling with the fluid chambers to ensure the crimping of the internal body. 4-Articulation hydroélastique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'elle comprend un corps intérieur constitué par une armature intérieure (100) présentant une partie tubulaire terminée par une flasque frontale transversale, et par une armature intermédiaire (200) présentant des languettes longitudinales (36 à 39) supportant des pains d'élastomère, l'armature intérieure présentant une gorge annulaire pour la  4-hydroelastic articulation according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises an internal body constituted by an internal reinforcement (100) having a tubular part terminated by a transverse front flange, and by an intermediate reinforcement (200) having longitudinal tabs (36 to 39) supporting elastomer bars, the inner frame having an annular groove for the <Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8> circulation du fluide entre les chambres de fluide formées entre lesdites languettes.  circulation of the fluid between the fluid chambers formed between said tabs. 5-Articulation hydroélastique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le corps intérieur présente deux chambres de fluide (7, 7') symétriques ou non, délimitées par l'élastomère surmoulé entre les armatures intérieure et intermédiaire  5-hydroelastic joint according to claim 4 characterized in that the inner body has two fluid chambers (7, 7 ') symmetrical or not, delimited by the elastomer molded between the inner and intermediate frames 6-Articulation hydroélastique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la masse d'élastomère comprend une toile d'étanchéité (54) fermant les chambres de fluide (7, 7') dans leurs parties basses et permettent de régler la tenue à la pression desdites chambres (7, 7').6-hydroelastic articulation according to at least one of the preceding claims, characterized in that the elastomer mass comprises a sealing fabric (54) closing the fluid chambers (7, 7 ') in their lower parts and make it possible to adjust the pressure resistance of said chambers (7, 7 ').
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