Brevet FR2463327A1 — publié le 19810220

L'invention concerne une coupelle de ressort pour ressorts de pression hélicoïdaux, qui présente à sa périphérie une surface d'appui inclinée pour l'extrémité du ressort. La construction automobile utilise de plus en plus des sys- tèmes de suspension à caractéristique élastique progressive, c'est-à- dire dont la course diminue à mesure que la charge croît. Cette évo- lution est la conséquence logique des exigences plus sévères de sécu-. rité des véhicules et de confort pendant la marche. La caractéristique charge-course progressive est obtenue, soit par la combinaison de ressorts de pression hélicoidaux à caractéristique linéaire avec des ressorts de caoutchouc ou de matière plastique, soit par l'emploi de ressorts de pression hélicoYdaux à caractéristique progressive dont le nombre des spires travaillantes diminue pendant la compres- sion. C'est ainsi que, par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 176 174 décrit un ressort hélicoidal dont les spires s'appliquent les unes contre les autres pour produire la caractéris- tique progressive. La pose ou le déroulement des spires les unes sur les autres cause cependant des problèmes de bruits de battement et de destruction de la protection de surface des spires, ce qui entraîne des ruptures de ressorts par suite de corrosion. La demande de brevet DE-AS 26 20 149 de la République Fédérale d'Allemagne décrit l'utilisation d'une gaine protectrice élastique, laquelle élimine dans une large mesure les problèmes de battement et de corrosion, mais pendant un certain temps seulement, et dont la fabrication et le montage entratnent des frais considé- rables. Le modèle d'utilité DE-GM 16 60 341 de la République Fédérale d'Allemagne recommande l'insertion entre les spires travail- lantes d'un profilé en caoutchouc qui bloque élastiquement une partie des spires pendant la compression et produit une caractéristique chargecourse progressive. La pratique a toutefois montré que de l'humidité s'accumule aux endroits o le caoutchouc et le ressort d'acier sont en contact permanent et que ces endroits ne sèchent que difficilement, ce qui favorise la corrosion, laquelle diminue consi- dérablement la durée de service. La demande de brevet DE-AS 20 00 472 de la République Fédérale d'Allemagne décrit un ressort en double c6ne tronqué, appelé également ressort en tonneau. Le diamètre du fil et le dia- mètre des spires de ce ressort sont variables. La progressivité de la caractéristique charge-course est obtenue par déroulement sur un support plan. Des caractéristiques basées sur des principes analogues sont indiquées dans la demande de brevet DE-AS 25 06 420 de la République Fédérale d'Allemagne pour des ressorts de pression non cylindriques qui sont formés par enroulement et ont la forme d'un diabolo. Suivant la grandeur et la formé de l'espace de montage dis- ponible, ces ressorts ont des avantages du point de vue de la cons- truction, ils sont peu encombrants et le matériau est utilisé prati- quement de façon optimale. La forme extérieure très compliquée des ressorts entratne toutefois des frais relativement élevés pour le traitement thermique comparativement à des ressorts ayant un dia- mètre extérieur constant. La variation du diamètre du fil, la barre d'o est formé un ressort pouvant parfois avoir cinq diamètres très différents ou même plus encore, est également un sérieux inconvénient en raison du coût de fabrication élevé. Le modèle d'utilité DE-GM 70 33 731 de la République Fédérale d'Allemagne concerne plus spécialement le point de frotte- ment entre l'extrémité du ressort et la spire suivante, qui travaille, parce que c'est de ce point que partent des ruptures de ressort, principa- lement par suite d'une corrosion de fissures de vibration. Ce document recommande d'aplatir le matériau de départ rond par laminage, le méplat formé devant correspondre tout au plus à 0,6 de la largeur du fil. Cette proposition n'a pas été suivie de réalisations pratiques, jusqu'à présent, du moins sur des ressorts hélicoïdaux pour l'industrie auto- mobile, en raison des problèmes de fabrication et des coûts qui y sont liés. Des coupelles a surface d'appui inclinée pour extrémités de ressort non meulées planes font déjà partie de l'état de la technique (voir, par exemple, Ulbricht, Vondracek, Kindermann dans l'ouvrage "Warmgeformte Federn" édité en septembre 1973, page 103). Ces coupelles ont cependant seulement pour fonction de compenser les inégalités des surfaces d'appui de tels ressorts. De plus, la zone pourvue d'une inclinaison s'étend au minimum sur 270 et au maximum sur 360 . L'invention vise à satisfaire dans une large mesure et de façon simple les demandes d'une caractéristique charge-course pro- gressive, d'absence de battements, de résistance à la corrosion et de faible encombrement, spécialement de faible hauteur de l'espace néces- saire au montage, et ce, malgré toutes les conditions à satisfaire, moyennant une dépense réduite. Selon l'invention, une coupelle du type indiqué au début est essentiellement caractérisée en ce que la surface d'appui s'étend sur plus de 360 . Par la solution selon l'invention, l'extrémité du ressort peut, de façon simple, être rendue inopérante, du fait de l'égalité entre l'inclinaison des spires terminales et l'inclinaison de la cou- pelle de ressort, sur une longueur plus ou moins grande, suivant l'importance désirée de la progression de la caractéristique du res- sort. Le matériau est utilisé de façon optimale lorsque seulement une demi-spire environ de chaque extrémité est inopérante au début de la compression, l'augmentation de la charge du ressort produisant l'appli- cation de parties plus grandes des spires terminales sur les deux cou- pelles, dans une mesure qui correspond à la progression désirée de la caractéristique. Plus le diamètre d'hélice d'un ressort de pression hélicol- dal est grand, plus le nombre de spires nécessaires est petit. Le nombre total de spires ne devrait cependant pas être nettement-infé- rieur à 3,5. Un grand avantage de l'invention est qu'elle permet d'utiliser les ressorts de pression hélicoïdaux de fabrication simple, donc éco- nomiques. Les ressorts peuvent avoir un diamètre de fil et/ou un dia- rètre d'hélice constants ou variables. Il est en outre possible, si désiré, sans que cela entratne des frais supplémentaires lors de la fabrication, de prévoir un plus faible écartement des spires sur une partie des premières spires travaillantes, par exemple afin de conférer une plus forte progression à une partie déterminée de la caractéristique charge-course du ressort. La prévision d'un grand diamètre d'hélice et d'un petit nombre-de spires permet de maintenir la hauteur de montage nécessaire relativement faible. Il est possible d'utiliser de simples ressorts de pres- sion hélicoïdaux à diamètre d'hélice constant, ce qui est très avan- tageux, mais la prévision d'un diamètre d'hélice variable peut égale- ment apporter des avantages. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la coupelle de ressort peut être en métal - massif ou sous forme d'un élément réalisé par emboutissage et soudage - et la surface d'appui peut porter un revêtement élastique, de caoutchouc par exemple, d'une matière plastique ou d'un autre matériau atténuant le bruit, ce qui freine la production et la transmission de bruits de battement et apporte également un certain effet d'amortissement. Il est également avantageux, à cet égard, qu'il n'y ait qu'un faible nombre de parties de spire qui se déroulent l'une sur l'autre. La surface d'appui peut cependant porter également un revê- tement protecteur métallique, agissant comme cathode vis-à-vis du res- sort hélico!dal par exemple, un revêtement de zinc ou d'un autre maté- riau d'inhibition de la corrosion. Une telle protection cathodique, sous forme d'une couche de zinc par exemple, s'oppose à la corrosion du ressort hélicoïdal dans la zone de déroulement, o la protection de surface du ressort risque d'être endommagée. Il est toutefois possible aussi de réaliser la coupelle de ressort entièrement en caoutchouc, matière plastique ou un autre maté- riau atténuant le bruit et/ou la corrosion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation d'une coupelle de ressort selon l'invention; - la figure 2 est la vue en plan correspondante - la figure 3 est une vue en élévation d'un ressort entre deux coupelles comme celle des figures 1 et 2 au début de la progres- sion, c'est-à-dire au moment o la caractéristique du ressort, initia- lement lnéaire, devient progressive; - la figure 4 est une vue analogue à la fin de la partie progressive de la caractéristique du ressort; et - la figure 5 est un diagramme illustrant les situations représentées sur les figures 3 et 4 pour un ressort de pression héli- coldal normal. Les figures 1 et 2 représentent une coupelle de ressort 1 présentant une surface d'appui inclinée 2 qui s'étend à partir du fond 3 d'une fente ou encoche 4, en passant par le point 5 diamé- tralement opposé et, après encore une fois 180 , par le point 6 (sous lequel se trouve le fond 3) puis sur une distance 7 jusqu'au début de l'encoche. La surface d'appui 2 couvre par conséquent plus de 360 , plus précisément, 360 plus la distance 7 (voir également la figure 4). Les figures 3 et 4 représentent chacune un ressort entre une coupelle supérieure et une coupelle inférieure. Pour simplifier, la partie suivante de la description ne considère cependant, en rela- tion avec la figure 5, que les conditions sur la coupelle inférieure. La coupelle 1 est "vissée" sur le ressort de pression héli- coldal 9, pour faire pénétrer l'extrémité 10 du ressort dans l'encoche 4 jusqu'à son application contre le fond 3 de l'encoche, alors que le ressort n'est pas chargé. L'extrémité 10 du ressort est alors appliquée contre la surface d'appui 2 de la coupelle à partir du fond 3 jusqu'au point 5 (ou sur une distance plus courte). Au début de la compression du ressort, jusqu'à la charge F1 sur le diagramme de la figure 5, la caractéristique élastique (pente initiale) est presque linéaire ou constante. Cette situation, o l'extrémité 10 du ressort s'applique donc contre la surface d'appui du fond 3 jusqu'au point 5, est repré- sentée sur la figure 3. Lorsque la charge sur le ressort dépasse la valeur F1, le ressort se déroule ou s'appuie davantage, au-delà du point 5 et du point 6 (sous lequel se trouve le fond 3 de l'encoche 4 et qui cor- respond par conséquent à un appui de 360 ), jusqu'à l'entrée 8 de l'encoche. A partir du point 5, la caractéristique du ressort est progressive (partie 11). Lorsque la charge atteint la valeur F2, ce qui correspond à la situation représentée sur la figure 4, l'extré- mité 10 du ressort peut être appuyée jusqu'au-dessus de l'entrée 8 de l'encoche 4 sur la coupelle; autrement dit, l'extrémité 1.0 du ressort s'appuie maintenant par 360 + la distance 7 sur la surface d'appui 2 de la coupelle. Une nouvelle augmentation de la charge n'entratne pas l'al- longement de la partie du ressort s'appuyant sur la coupelle et la caractéristique du ressort (pente finale) est redevenue et reste pratiquement linéaire. 246332 7 REVENDICATIONS ___________________________ 1. Coupelle de ressort pour ressorts de pression hélicoïdaux, qui présente à sa périphérie une surface d'appui inclinée pour l'extrémité du ressort, caractérisée en ce que la surface d'appui (2) s'étend sur plus de 360 . 2. Coupelle de ressort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est en métal et la surface d'appui porte un revêtement élastique. 3. Coupelle de ressort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est en métal et porte un revêtement protecteur métal- lique. 4. Coupelle de ressort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est entièrement en caoutchouc ou matière plastique.