Brevet FR2862116A1 — publié le 20050513

DISPOSITIF POUR LE FILTRAGE ET LA LIMITATION DE DÉBATTEMENTS D'UNE TIGE D'AMORTISSEUR La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs aptes à assurer le filtrage et la limitation des débattements d'une tige d'amortisseur d'un véhicule automobile, par exemple une voiture classique. La présente invention se rapporte plus particulièrement à l'application de ce type de dispositifs dans le cas d'un train de type Pseudo Mc Pherson . Les dispositifs d'appui de suspension comprennent généralement une armature extérieure assurant la liaison avec la structure véhicule et une armature intérieure assurant la liaison avec la tige de vérin de l'amortisseur. Ces armatures sont reliées généralement par un ou plusieurs blocs élastiques assurant le filtrage de la tige d'amortisseur par rapport à la structure du véhicule. L'armature extérieure peut répondre à plusieurs fonctions complémentaires à l'ensemble. Dans ces fonctions complémentaires, nous trouvons le positionnement de roulement pour la coupelle d'appui de ressort, l'adaptation à la structure du véhicule, le filtrage du ressort de la jambe de force, la limitation des débattements par exemple. Pour assurer un bon fonctionnement du bloc élastomère et assurer une durée de vie importante, on précontraint classiquement ce bloc, pour ôter les contraintes internes à l'élastomère provoquées lors du moulage. En ce qui concerne la limitation de déplacement en attaque, elle peut se réaliser en ajoutant une armature (type rondelle), ce qui augmente le nombre de composant, ou par la disposition des armatures en vis-à-vis dans l'élément 2862116 2 moulé. Cette dernière technique est souvent très contraignante sur le processus de réalisation de l'appui puisque entre les deux faces, il est pratiquement toujours nécessaire de prévoir une partie évidée d'élastomère. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un appui de suspension à encombrement réduit dont la limitation de déplacement en attaque est réalisée par une opération de reprise sur une des armatures constituant l'appui. La présente invention propose également un procédé de réalisation, idéalement en thermoplastique thermoplastique élastomère, de cet appui, offrant un avantage économique. L'invention permet de s'affranchir de réaliser une précontrainte dans le bloc élastomère filtrant et permet de réaliser une limitation en attaque franche sans ajout de composant. De plus, afin de réduire sa masse, l'appui ou le dispositif selon l'invention pourra être muni d'une armature extérieure plastique. Dans une variante, nous présenterons un procédé de réalisation destiné à produire ce dispositif, en remplaçant le surmoulage élastomère par un élastomère thermoplastique. Ce procédé de réalisation offre des gains économiques importants. Pour ce faire, la présente invention concerne un dispositif pour le filtrage et la limitation des débattements d'une tige d'amortisseur d'un véhicule, en particulier dans le cas d'un train de type Pseudo Mc Pherson , comportant une armature intérieure et une 2862116 3 armature extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend un surmoulage élastomère au moins en partie entre et autour des armatures intérieure et extérieure, ledit surmoulage présentant une portion en chevron, ou sensiblement en forme de V, apte à permettre un déplacement relatif des armatures intérieure et extérieure, notamment pour libérer les tensions ou contraintes dudit surmoulage. Avantageusement, l'armature intérieure comprendra une partie centrale prolongée sur sa périphérie par au moins une extension s'étendant sensiblement perpendiculairement audit insert. Cette extension sera idéalement réalisée en reprise après moulage pour n'avoir aucune contredépouille dans le moule ou aucune partie mobile adaptée à la contredépouille. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extension pourra consister en une collerette s'étendant sur toute la périphérie de l'extrémité inférieure de l'insert. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'extension pourra consister en une pluralité d'ailes ou de pattes. De préférence, dans ce mode d'exécution de l'invention, l'extension comprendra quatre pattes ou ailes disposées sensiblement à 90 les unes des autres. Selon un premier mode d'exécution de l'invention, 30 l'armature extérieure sera en métal, par exemple en acier ou en aluminium. 2862116 4 Selon un second mode de réalisation de l'invention, l'armature extérieure sera un polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie centrale de l'armature intérieure sera au moins en parti recouvert d'un revêtement en matériau polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide ou semi-rigide. Dans ce mode de réalisation, le revêtement sera une polyoléfine, par exemple un polypropylène. Avantageusement, le dispositif pourra comprendre un 15 moyen de fixation pour fixer le revêtement et le surmoulage, par exemple une colle ou une accroche mécanique. De préférence, le surmoulage sera constitué d'un élastomère thermoplastique à base oléfinique. 20 Avantageusement, le surmoulage sera un élastomère de type caoutchouc naturel. Il pourra également être réalisé en élastomère thermoplastique à base oléfinique. Dans ce dernier cas, l'armature intérieure sera au moins en partie recouverte d'un revêtement en matériau polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide ou semi-rigide. La présente invention se rapporte également à un 30 procédé de réalisation d'une variante du dispositif selon l'invention, comportant les étapes suivantes: - dépose de l'armature intérieure dans un premier moule, 2862116 5 - injection simultanée de l'armature extérieure, en polymère de type thermoplastique ou en thermodurcissable rigide, et d'un revêtement, en matériau polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide ou semi- rigide, recouvrant au moins en partie la surface externe de la susdite armature intérieure, - déplacement des susdits éléments présents dans le premier moule dans un second moule, - injection d'un surmoulage élastomère 10 thermoplastique au moins en partie entre et autour des armatures intérieure et extérieure et du revêtement. Il est possible de prévoir également, pour ce procédé de fabrication, l'utilisation d'un moule rotatif à la place 15 du second moule. Ce procédé s'entend dans le cas d'une conception de la pièce en TP/TPE (Thermoplastique/Thermoplastique Elastomère). Avantageusement, le procédé de l'invention comprendra une étape finale d'éjection du dispositif réalisé par retrait de parties mobiles du second moule. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser une saturation franche en reprise sans contrainte particulière sur la forme de l'élastomère (pas de contre dépouille). L'invention permet également une absence d'opération de reprise pour annuler les contraintes internes de l'élastomère issues du moulage, et enfin, l'invention autorise des gains en masse et en faisabilité technique procurés par l'utilisation d'une armature extérieure en plastique. 2862116 6 Par ailleurs, dans le mode d'exécution dans lequel l'armature intérieure est en partie recouverte par un thermoplastique, les avantages principaux sont les suivants: - grâce à sa simplicité de conception et aux matières utilisées, un gain de masse et prix plus ou moins important, grâce au procédé de surmoulage par injection plastique, un gain sensible au niveau du coût, - lors de l'emmanchement de l'insert central ou de l'armature intérieure, le dudgeonnage du revêtement, ou de la bague, plastique est assuré ce qui permet ainsi de mettre la partie d'élastomère en pré-charge, ce qui est favorable à la tenue dans le temps, dans le cas où l'armature centrale est un tube, - suppression des différents traitements anticorrosion effectués sur les composants ferreux réduisant de façon sensible le coût direct de fabrication, - par le principe même de surmoulage de l'armature intérieure, ou partie centrale, permettre de réaliser une ou plusieurs injections de matériaux élastiques, permettant ainsi de satisfaire des rapports de raideur différents suivant les axes des pièces. Si on modifie les étapes du moulage décrites précédemment dans le sens où l'on ne dispose pas l'armature intérieure avant le moulage mais où l'on emmanche cette armature dans le revêtement après injection de l'ensemble moulé, un avantage est que lors de cet emmanchement, on crée une précontrainte en compression dans l'élastomère favorable à la tenue dans le temps. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, 2862116 7 d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre une vue en coupe d'une armature intérieure, d'une armature extérieure et d'un surmoulage élastomère dans un dispositif pour le filtrage et la limitation des débattements d'une tige d'amortisseur d'un véhicule selon l'invention; - la figure 2 illustre une vue en perspective d'une armature extérieure plastique; - la figure 3 illustre une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'une armature intérieure, d'une armature extérieure et d'un surmoulage thermoplastique dans lequel l'armature intérieure est recouverte d'un revêtement thermoplastique; - la figure 4 illustre une vue en perspective d'une armature intérieure, avant et après reprise, selon l'invention dans laquelle on a réalisé la collerette sur toute la périphérie de l'extrémité inférieure de l'insert central; et - la figure 5 illustre une vue en perspective d'une variante de réalisation de l'extension périphérique des extrémités de l'insert central, consistant en quatre pattes, ou ailes, s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à l'insert central d'axe sensiblement cylindrique. Selon l'invention, dont un mode de réalisation est illustré figure 1, le dispositif 1 pour le filtrage et la limitation des débattements d'une tige d'amortisseur d'un véhicule, ci-après dénommé appui , comprend toujours une armature intérieure 2, une armature extérieure 3 et un surmoulage élastomère 4. Dans tous les cas également, la forme du surmoulage élastomère 4, présent autour et entre les armatures intérieure 2 et extérieure 3, est toujours sensiblement en V 5, ou en chevron, ce qui évite de réaliser 2862116 8 après moulage une opération de reprise sur les armatures 2, 3 pour annuler les contraintes internes au surmoulage 4. En effet, la forme en chevron 5 permet un déplacement relatif des armatures 2, 3 provoqué par les tensions de l'élastomère 4. De plus, lorsque l'appui 1 est monté sur le véhicule, l'armature intérieure 2 subit une précharge dans la direction V, représentée sur la figure 1, qui supprime définitivement toute contrainte de l'élastomère 4 issue du moulage. L'armature extérieure 3 peut être en métal, notamment en acier ou en aluminium ou tout métal approprié, dans le cas représenté sur la figure 1, mais elle peut également être en polymère de type thermoplastique ou un thermoplastique rigide, dans le cas représenté sur la figure 3. Le surmoulage élastomère 4 est préférablement réalisé avec du caoutchouc naturel dans les réalisations classiques. Le surmoulage 4 peut être un polymère de type thermoplastique élastomère dans le cas de l'armature extérieure 3 et du revêtement plastique 6 sur l'armature 7, ou du caoutchouc naturel dans le cas de l'armature extérieure 3 et de l'armature intérieure 2. L'armature intérieure 2, notamment sa partie centrale 7, peut être en acier ou en aluminium ou tout autre métal approprié. Après moulage et afin de réaliser la fonction de limitation en déplacement dans le sens V, on réalise consécutivement un pliage de cette armature 2. Le pliage de l'armature intérieure 2 peut être facilité par la présence d'évidements 8 de géométrie similaire, comme représenté sur 2862116 9 la figure 5. Ainsi, l'appui, ou la pression, de l'armature intérieure 2 sur l'armature extérieure 3, via le surmoulage 4, est rendu possible grâce aux secteurs, pattes ou ailes 9 comme représentés sur la figure 5, ou par une collerette 10, comme représenté sur la figure 4. Dans tous les cas, les pattes ou ailes 9 ainsi que la collerette 10 s'étendent sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'armature 2, de forme sensiblement cylindrique. Il est également possible de réaliser le surmoulage élastomère 4 autour des armatures intérieure 2 et extérieure 3, l'armature intérieure 2 ayant déjà sa forme définitive. L'outil de moulage est alors pourvu de parties mobiles qui se translatent pour libérer la pièce, à savoir l'armature intérieure 2, à la fin du cycle de moulage. On notera que dans un souci de gain de masse, et afin de réaliser facilement une armature extérieure 3 répondant à la fonction, l'armature extérieure 3 en métal peut être remplacée par une armature plastique, comme représentée sur la figure 2. Dans une variante du dispositif 1 selon l'invention représenté sur la figure 3, le principe de moulage classique présenté précédemment peut être avantageusement remplacé par un procédé de moulage thermoplastique/thermoplastique élastomère. Le surmoulage 4 consiste alors en un thermoplastique élastomère et l'armature intérieure 2, plus exactement sa partie centrale 7, est recouverte d'un surmoulage, ou revêtement, plastique 6. L'appui de suspension possède alors les mêmes fonctions (saturations, raideurs, logement de butée à bille) que l'appui précédent. 2862116 10 Le procédé d'injection en thermoplastique/thermoplastique élastomère peut être utilisé pour de multiples géométries d'appuis, notamment lorsque l'armature intérieure 2 présente une forme cylindrique. Dans ce cas, la saturation en attaque est assurée par la dépose d'une rondelle sous la partie cylindrique, représentée sur la figure 6 annexée. Le procédé de réalisation du dispositif selon l'invention dans lequel se trouve un revêtement plastique 6 complémentaire fixé sur la paroi externe de l'armature intérieure 2, nécessite le déplacement des éléments constitués dans un deuxième moule, à savoir l'armature intérieure 2, l'armature extérieure 3 et le revêtement plastique 6, mais il pourra également être envisagé d'opérer ce déplacement par d'autres moyens, notamment par transfert robot, recul de noyau, translation etc.... Ce procédé de réalisation s'effectue de manière 20 générale selon les étapes suivantes: Dans un premier temps, on dépose dans une empreinte, ou moule, un insert métallique formant l'armature intérieure 2. La première phase d'injection plastique permet simultanément de réaliser un surmoulage 6 de l'insert 2 et la formation de l'armature extérieure 3. Dans un second temps, l'ensemble 2, 3, 6 ainsi constitué est déplacé dans une seconde empreinte afin de réaliser la seconde injection. On réalise ainsi la partie souple, à savoir le surmoulage plastique 4 selon l'invention, reliant les composants entre eux; La phase suivante de l'opération consiste à éjecter la pièce moulée. La présence de l'insert métallique 2 peut se justifier suivant les concepts retenus, mais on pourra également 2862116 11 envisager un appui supérieur de suspension dont la fixation à la tige d'amortisseur se fasse directement par l'insert central 2 en thermoplastique. Le choix des matériaux concernant l'armature intérieure 2 est essentiel au bon fonctionnement de l'ensemble. En effet, l'insert ou armature intérieure 2, l'armature extérieure 3 et le surmoulage 4 doivent présenter une adhérence excellente pour que soit rempli efficacement le rôle de filtration. Ainsi, on choisira de préférence deux matériaux compatibles 4, 6 chimiquement comme par exemple un polyoléfine pour l'insert 2 et un élastomère thermoplastique à base oléfinique pour le surmoulage 4. On peut cependant recourir à un procédé de collage afin de solidariser deux matériaux incompatibles 4, 6 qui pourraient être nécessaire au respect d'un cahier des charges sévère (sollicitations importantes, hautes températures, etc...). Parmi les procédés également envisageables, la conception d'accroches mécaniques de la partie souple, c'est-à-dire le surmoulage plastique 4, peut répondre à cette liaison recherchée, par exemple en réalisant des gorges dans l'armature intérieure 2. Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, la solution technique est la suivante: injection bi-matière, soit polypropylène 6 pour l'insert 7 ou armature intérieure 2 et PP/SEBS (polypropylène/styrène-éthylènebutylènestyrène), pour le surmoulage 4 dans un moule multiempreintes, sur une presse bi-injection équipée du système de base tournante (type GROSFILLEY ) permettant le transfert des inserts par rotation. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même 2862116 12 de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. 13 REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) pour le filtrage et la limitation des débattements d'une tige d'amortisseur d'un véhicule, en particulier dans le cas d'un train de type Pseudo Mc Pherson , comportant une armature intérieure (2) et une armature extérieure (3), caractérisé en ce qu'il comprend un surmoulage élastomère (4) au moins en partie entre et autour des armatures intérieure (2) et extérieure (3), ledit surmoulage (4) présentant une portion en chevron (5), ou sensiblement en forme de V, apte à permettre un déplacement relatif des armatures intérieure (2) et extérieure (3), notamment pour libérer les tensions ou contraintes dudit surmoulage (4). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature intérieure (2) comprend une partie centrale (7) prolongée sur sa périphérie par au moins une extension (9 ou 10) s'étendant sensiblement perpendiculairement audit insert (7). 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extension consiste en une collerette (10) s'étendant sur toute la périphérie de l'extrémité inférieure de l'insert (7). 4. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extension consiste en une pluralité d'ailes ou de pattes (9). 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extnsion comprend quatre pattes ou ailes (9) disposées sensiblement à 90 les unes des autres. 2862116 14 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature extérieure (3) est en métal, par exemple en acier ou en aluminium. 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature extérieure (3) est un polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide. 8. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie centrale (7) est au moins en parti recouverte d'un revêtement (6) en matériau polymère de type thermoplastique ou un thermodurcissable rigide ou semi- rigide. 9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le revêtement (6) est une polyoléfine, par exemple un polypropylène. 10. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de fixation pour fixer le revêtement (6) et le surmoulage (4), par exemple une colle ou une accroche mécanique. 11. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le surmoulage (4) est un élastomère thermoplastique à base oléfinique. 12. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le surmoulage (4) est un caoutchouc naturel. 13. Procédé de réalisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, comportant les étapes suivantes. - dépose de l'armature intérieure (2) comportant une 5 partie centrale (7) dans un premier moule, - injection simultanée de l'armature extérieure (3), en polymère de type thermoplastique ou en thermodurcissable rigide, et d'un revêtement (6), en matériau polymère de type thermoplastique ou en thermodurcissable rigide ou semi- rigide, recouvrant au moins en partie la surface externe de ladite partie susdite centrale (7), - déplacement des susdits éléments présents dans le premier moule dans un second moule, injection d'un surmoulage élastomère (4) 15 thermoplastique au moins en partie entre et autour des armatures intérieure (2) et extérieure (3) et du revêtement (6). 14. Procédé de réalisation selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape finale d'éjection du dispositif réalisé par retrait de parties mobiles du second moule.