Brevet FR2950405A1 — publié le 20110325

"Articulation à rotule utilisable dans les systèmes de suspension de roue de véhicule automobile" L'invention concerne une articulation à rotule utilisable dans les systèmes de suspension de roue de véhicule automobile et se rapporte plus particulièrement à une rotule de pivot de suspension de roue, couplée à l'extrémité d'un bras de suspension, comportant une partie mâle et une partie femelle, toutes deux de forme générale sphérique. La partie mâle forme une tête sphérique coopérant avec la partie femelle formant boîtier solidaire du pivot de roue ou du bras de suspension. Le boîtier contient et maintient la partie mâle qui se prolonge, à l'extérieur d'une ouverture ménagée dans le boîtier, par une tige dite de pivot, apte à se déplacer à l'intérieur d'une zone de débattement délimitée par ladite ouverture, ladite ouverture définissant une butée pour la tige de pivot dans des conditions anormales de fonctionnement. Dans un véhicule automobile, de nombreuses articulations élastiques sont utilisées. Parmi celles-ci, on trouve des articulations à rotule montées solidaires à une première pièce et à une deuxième pièce du véhicule, typiquement entre un pivot de roue et un bras de suspension. Quand les véhicules sont lourdement chargés et roulent sur des terrains accidentés, il arrive que l'axe du pivot de rotule qui est en métal, dépasse la plage d'utilisation et mate localement le boîtier qui est également en métal, notamment en acier. Le matage est une déformation plastique localisée de la matière sous l'effet d'un choc ou d'une pression élevée. C'est typiquement ce qui se produit entre la tige de pivot et l'ouverture ménagée dans le boîtier sous l'effet conjugué de la charge et du mauvais état de la route. Lors du fonctionnement du véhicule, la tige de pivot peut venir en contact sur le boîtier, et lorsque ce contact est accompagné d'un frottement, un bruit de claquement dû au contact métal sur métal, devient alors perceptible à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. On connaît, notamment du document FR 1 195 981, une articulation à rotule dans laquelle la graisse, utilisée habituellement dans ce genre d'articulation, est remplacée par deux coquilles partiellement sphériques dont l'une à une forme annulaire pour ménager un trou par lequel passe la tige de pivot. Ces coquilles supportent des éléments en caoutchouc qui se comportent comme des patins qui amortissent les chocs de la tête de rotule à l'intérieur du boîtier. Cependant, l'utilisation de patins relativement volumineux nécessite d'une part, un redimensionnement des pièces mises en jeu dans l'articulation et, d'autre part, ces patins ne permettent pas d'amortir les chocs entre la tige et l'ouverture du boîtier dans des situations de fonctionnement anormales, c'est-à-dire dans des situations ou le débattement de la tige de pivot dépasse une plage de débattement normalement admise. L'invention permet de pallier les inconvénients précités en proposant une rotule de pivot dont les dimensions restent quasiment inchangées par rapport à une rotule non équipée de moyens amortisseur de choc tout en absorbant les chocs générateurs de bruits dans des situations anormales de fonctionnement. A cet effet, l'invention a pour premier objet une articulation à rotule comportant une rotule de pivot de suspension de roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, apte à être couplée entre l'extrémité d'un bras de suspension et un pivot de roue, ladite rotule comportant une partie mâle et une partie femelle, toutes deux de forme générale sphérique, la partie mâle formant une tête coopérant avec la partie femelle formant boîtier solidaire du pivot de roue ou du bras de suspension, ledit boîtier contenant et maintenant la partie mâle qui se prolonge, à l'extérieur d'une ouverture ménagée dans le boîtier, par une tige dite de pivot, apte à se déplacer à l'intérieur d'une zone de débattement délimitée par ladite ouverture, ladite ouverture définissant une butée pour la tige de pivot dans des conditions anormales de fonctionnement. Ladite articulation est caractérisée en ce qu'un revêtement en matière plastique à faible coefficient de frottement est déposé sur la butée et/ou sur la partie de tige pivot apte à venir en contact avec la butée ; ledit revêtement étant l'unique élément interposé entre l'ouverture du boîtier et la tige et agit comme un absorbeur sonore. Selon une caractéristique, la zone de débattement définit un cône de révolution centré sur l'axe longitudinal de la tige de pivot. L'ouverture formant butée pour la tige, présente une forme tronconique de révolution, et la tige présente une forme complémentaire apte à coopérer avec une celle de la butée. Selon une autre caractéristique, la partie mâle présente une forme générale de sphère et la tige présente une forme générale de cylindre à section droite circulaire ; ladite forme complémentaire, ou surface de la tige, étant aménagée sensiblement à l'interface entre le volume sphérique de la partie mâle et le volume cylindrique de la tige. Selon une autre caractéristique, l'extrémité de la tige, à l'interface entre la tige et la partie mâle sphérique, présente un amincissement de diamètre pour définir une surface externe tronconique apte à venir en contact de la butée. Selon une autre caractéristique, le revêtement est un film comportant un polymère à faible coefficient de frottement déposé par adhérisation. Dans une variante, le revêtement est un film 5 plastique thermo-rétractable à faible coefficient de frottement. La présente invention a pour deuxième objet, une rotule de pivot de suspension de roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant une partie 10 mâle et une partie femelle, toutes deux de forme générale sphérique, la partie mâle formant une tête coopérant avec la partie femelle formant boîtier, ledit boîtier contenant et maintenant la partie mâle qui se prolonge, à l'extérieur d'une ouverture ménagée dans le boîtier, par 15 une tige dite de pivot, apte à se déplacer à l'intérieur d'une zone de débattement délimitée par ladite ouverture, ladite ouverture définissant une butée pour la tige de pivot. La dite rotule est caractérisée en ce qu'un revêtement en matière plastique à faible coefficient de 20 frottement est déposé sur la butée; ledit revêtement étant l'unique élément interposé entre l'ouverture du boîtier et la tige et agit comme un absorbeur sonore. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 25 apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : 30 - la figure 1 est une vue en perspective d'une articulation entre un bras inférieur de suspension et un pivot de roue ; la figure 2 est une vue en perspective d'une rotule de pivot de suspension extraite de l'articulation 35 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective de la rotule seule avec le cône de débattement de la tige ; et la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant les axes de coupe IV -IV de la figure 3, de la rotule selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références numériques. En référence à ces figures, l'articulation 1 relie un bras inférieur de suspension 2 à un pivot de roue 3. Cette articulation 1 comporte une rotule de pivot 4 montée à l'extrémité du bras 2. La rotule 4 est équipée d'un soufflet 5 servant à l'étanchéité du boîtier 2 en retenant la graisse présente dans le boîtier 2 et en empêchant que la poussière entre dans le boîtier 2. La rotule 4 est constituée principalement d'un boîtier 41 recevant une tige de pivot 42. La tige de pivot 42 comporte une tête de forme générale sphérique 421 qui est logée et maintenue dans le boîtier 41. Le boîtier 41 est creux et présente une cavité 411 de forme générale également sphérique complémentaire de la tête de rotule 421. Le boîtier 41 comporte sur sa partie inférieure, une ouverture 401 laissant passer la tige de pivot 42. Le diamètre de l'ouverture 401 est dimensionné pour maintenir la tête de rotule 421 à l'intérieur du boîtier 41 tout en laissant un débattement suffisant pour la tige 42. Ce débattement est représenté sur la figure 3 par un cône 6 et correspond à un débattement dans une plage de fonctionnement normal qui, par exemple, est de l'ordre de 45°. Ce cône de débattement 6 est un cône de révolution centré sur l'axe ZZ' de la tige de pivot 42. Le sommet S du cône 6 correspond sensiblement au centre de la tête de rotule 421. L'ouverture 401 du boîtier 41 définit une butée 412 pour la tige de pivot 42. Cette butée 412 présente une surface annulaire tronconique de révolution et la partie de la tige de pivot 42 qui vient en regard de la butée 411 présente une forme complémentaire, ou surface 422, apte à coopérer avec la butée 412 dans des situations de fonctionnement anormales. La partie 422 de la tige 42, en regard de la butée 411 est localisée à l'interface entre la tige 42 et la tête de rotule 421. Elle présente un amincissement de diamètre pour définir une surface externe tronconique apte à venir en contact de la butée 411. Le boîtier 41 est fermé, dans sa partie supérieure, par un bouchon, non représenté exerçant une pression sur la tête de rotule 421 par des éléments amortisseur également non représentés. Au repos - c'est-à-dire quand l'axe ZZ' de la tige de pivot 42 est vertical, centré sur l'ouverture 411 - la tête de rotule 421 repose sur le bord annulaire supérieur 413 de la butée 412 : la tige de pivot 42 n'est pas en contact avec le boîtier 41. Quand la rotule dépasse les limites de débattement normales, ce qui peur arriver dans une situation de braquage combiné à une détente de la roue, au cours d'une manoeuvre où dans un nid-de-poule, surtout si l'amortisseur est bien fatigué, la surface 422 vient en contact brutal avec la surface tronconique 412, autrement dit avec la butée 412 (à droite sur la figure 4). Ce contact métal sur métal produit alors un bruit de claquement audible par le conducteur. Pour atténuer ce claquement, un revêtement plastique 423 est déposé sur l'une ou l'autre, ou encore sur les deux surfaces 412 et 422. Ad minima, il suffit qu'une des deux surfaces 412, 422 soit recouverte pour atténuer le bruit de claquement ; le revêtement plastique 423 agissant alors comme un absorbeur sonore. Ce revêtement plastique 423 crée une rupture de conductibilité acoustique entre deux matériaux très 5 conducteur. De préférence, le revêtement 423 est un film comportant un polymère à faible coefficient de frottement déposé par adhérisation selon des procédés connus de l'homme du métier. 10 En après vente, pour atténuer le bruit de claquement, le revêtement 423 est de préférence un film plastique thermo-rétractable à faible coefficient de frottement déposé par des procédés connus de l'homme de métier. 15 Ainsi, la présente invention profite avantageusement de la géométrie du boîtier 41 et de la tige de pivot 42 pour adapter un revêtement de faible épaisseur 423 pouvant s'adapter facilement sur une rotule de pivot existante et ce, sans avoir à utiliser de pièces 20 mécaniques intermédiaires entre le boitier 41 et la tige de pivot 42. Le revêtement 423 selon l'invention peut être déposé avant montage à titre préventif ou en après vente pour supprimer les bruits de claquement. 25 REVENDICATIONS1. Articulation à rotule (1) comportant une rotule (4) de pivot de suspension de roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, apte à être couplée entre l'extrémité d'un bras de suspension (2) et un pivot de roue (3), ladite rotule (4) comportant une partie mâle (421) et une partie femelle (411), toutes deux de forme générale sphérique, la partie mâle (421) formant une tête coopérant avec la partie femelle (411) formant boîtier (41) solidaire du pivot de roue (3) ou du bras de suspension (2), ledit boîtier (41) contenant et maintenant la partie mâle (421) qui se prolonge, à l'extérieur d'une ouverture (411) ménagée dans le boîtier (41), par une tige dite de pivot (42), apte à se déplacer à l'intérieur d'une zone de débattement (6)délimitée par ladite ouverture (411), ladite ouverture (411) définissant une butée (412) pour la tige de pivot(42) dans des conditions anormales de fonctionnement, caractérisée en ce qu'un revêtement en matière plastique à faible coefficient de frottement (423) est déposé sur la butée (412) et/ou sur la partie (422)de tige pivot (42) apte à venir en contact avec la butée (412) ; ledit revêtement (423) étant l'unique élément interposé entre l'ouverture (411) du boîtier (41) et la tige (42) et agit comme un absorbeur sonore. 2. Articulation (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la zone de débattement définit un cône de révolution (6) centré sur l'axe longitudinal de la tige de pivot (ZZ'), en ce que l'ouverture (411) formant butée (412) pour la tige (42), présente une forme tronconique de révolution, et en ce que la tige (42) présente une forme complémentaire (422) apte à coopérer avec une celle de la butée (412). 3. Articulation (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la partie mâle (421) présente une forme générale de sphère et en ce que la tige (42) présente une forme générale de cylindre à section droite circulaire ; ladite forme complémentaire, ou surface (422) de la tige (42) étant aménagée sensiblement à l'interface entre le volume sphérique de la partie mâle (421) et le volume cylindrique de la tige (42). 4. Articulation (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'extrémité de la tige (42) , à l'interface entre la tige (42) et la partie mâle sphérique (421), présente un amincissement de diamètre pour définir une surface externe tronconique (422) apte à venir en contact de la butée (412). 5. Articulation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le revêtement (423) est un film comportant un polymère à faible coefficient de frottement déposé par adhérisation. 6. Articulation (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le revêtement (423) est un film plastique thermo-rétractable à faible coefficient de frottement. 7. Rotule (4) de pivot de suspension de roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant une partie mâle (421) et une partie femelle (411), toutes deux de forme générale sphérique, la partie mâle (421) formant une tête coopérant avec la partie femelle (411) formant boîtier (41), ledit boîtier (41) contenant et maintenant la partie mâle (421) qui se prolonge, à l'extérieur d'une ouverture (411) ménagée dans le boîtier (41), par une tige dite de pivot (42), apte à se déplacer à l'intérieur d'une zone de débattement (6 )délimitée par ladite ouverture (411), ladite ouverture (411)définissant une butée (412) pour la tige de pivot(42) dans desconditions anormales de fonctionnement, caractérisée en ce qu'un revêtement en matière plastique à faible coefficient de frottement (423) est déposé sur la butée) ; ledit revêtement (423) étant l'unique élément interposé entre l'ouverture (411) du boîtier (41) et la tige (42) et agit comme un absorbeur sonore.