Brevet FR2983272A1 — publié le 20130531

Agencement de palier rotatif pour l'appui d'une tête de jambe de suspension sur une carrosserie de véhicule automobile L'invention porte sur un agencement de palier rotatif pour l'appui de la tête d'une jambe de suspension sur une carrosserie de véhicule automobile. Un tel agencement de palier rotatif permet des mouvements de rotation ou de pivotement entre la tête de jambe de suspension et la carrosserie du véhicule automobile, les charges dynamiques de conduite, qui agissent essentiellement dans la direction verticale, étant introduites dans le système ressort amortisseur attaché à la carrosserie du véhicule en partant de la roue du véhicule. Généralement un tel agencement de palier rotatif comporte un roulement à billes encadré entre une structure de montage rigide, en particulier annulaire, du côté carrosserie, et une structure d'appui rigide, en particulier annulaire, faisant face à la tête de jambe de suspension. La structure de montage est apte à être fixée à un composant du véhicule du côté carrosserie. La structure d'appui est censée recevoir le ressort hélicoïdal de la jambe de suspension et fonctionner en tant qu'appui pour ce dernier. Pour empêcher en particulier des bruits de roulement du pneu de roue du véhicule à être transmis dans la cabine des passagers, c'est-à-dire pour isoler acoustiquement le plus possible la jambe de suspension de la carrosserie du véhicule, un coussin d'appui en élastomère est agencé entre la face extérieure de la structure d'appui rigide faisant face à la tête de jambe de suspension et le ressort hélicoïdal de la jambe de suspension. Additionnellement d'autres pièces fonctionnelles en matériau élastomère peuvent être agencées dans la région de l'espace du palier rotatif pour, par exemple, rendre étanche l'espace de palier rotatif logeant le roulement à billes contre l'introduction des saletés et de l'humidité. Des butées en élastomère peuvent également être prévues pour limiter un mouvement de pivotement de la tête de jambe de suspension par rapport à la carrosserie de véhicule. C'est un but de l'invention de surmonter les inconvénients de l'état de la technique, en particulier de créer un agencement de palier rotatif pour l'appui de la tête d'une jambe de suspension à la carrosserie qui, en calculant une construction suffisamment durable, peut être réalisé de façon simple et bon marché. Ce but est atteint par un agencement de palier rotatif pour l'appui de la tête d'une jambe de suspension à ressort sur la carrosserie d'un véhicule automobile, comportant : - une structure de montage rigide, du côté carrosserie, en particulier en forme d'anneau, destinée à être fixée à un composant du véhicule du côté carrosserie ; - une structure d'appui rigide, du côté ressort, en particulier en forme d'anneau, sur laquelle peut s'appuyer un ressort tel qu'un ressort hélicoïdal de la jambe de suspension, les structures de montage et d'appui délimitant un espace de palier rotatif pour recevoir un palier à roulement ; un coussin d'appui en élastomère placé sur le côté de la structure d'appui rigide qui fait face au ressort ; et une ou plusieurs pièces .fonctionnelles telles qu'une ou plusieurs lèvres d'étanchéité, pour rendre étanche l'espace de palier rotatif ou bien une ou plusieurs butées ; dans lequel la pièce fonctionnelle et le coussin d'appui en élastomère sont fabriqués en un seul élément d'élastomère, en particulier moulé par injection. Ce but est atteint aussi par un procédé de fabrication d'un agencement de palier rotatif, en particulier formé comme défini ci-dessus, pour l'appui d'une tête de jambe de suspension à ressort sur une carrosserie d'un véhicule automobile, dans lequel : une structure de montage rigide du côté carrosserie ainsi qu'une structure rigide du côté ressort sont montées l'une sur l'autre pour pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre ; préalablement au montage de la structure d'appui sur la structure de montage, un coussin d'appui en élastomère est attaché, en particulier moulé par injection, à un côté extérieur de la structure d'appui faisant face au ressort,. dans lequel, en même temps que le corps d'élastomère est appliqué à la structure d'appui, on réalise au moins une autre pièce fonctionnelle, telle qu'une lèvre d'étanchéité pour étanchéifier l'espace de palier rotatif entre la structure de montage et la structure d'appui, cette autre pièce fonctionnelle étant réalisée de façon que le coussin d'appui en élastomère ainsi que la pièce fonctionnelle forment ensemble un seul élément en élastomère. Selon l'invention l'agencement de palier rotatif pour l'appui de la tête d'une jambe de suspension à ressort à la carrosserie d'un véhicule comporte une structure de montage rigide du côté carrosserie, en particulier annulaire, destinée être fixée à un composant du véhicule du côté carrosserie. En outre, l'agencement de palier rotatif a une structure d'appui rigide du côté ressort, en particulier annulaire, sur laquelle peut s'appuyer un ressort tel qu'un ressort hélicoïdal de la jambe de suspension. Les structures de montage et d'appui délimitent un espace de palier rotatif pour recevoir un palier à roulement qui peut par exemple être un roulement à billes. Le palier à roulement peut faire partie de l'agencement de palier rotatif Le palier à roulement logé dans l'espace de palier rotatif permet un mouvement rotatif entre la structure de montage et la structure d'appui. Pour l'isolation acoustique au moins partielle de la jambe de suspension par rapport à la carrosserie du véhicule un coussin d'appui en élastomère annulaire, de préférence faisant un tour complet, est agencé à la face extérieure de la structure d'appui rigide faisant face à la tête de jambe de suspension. Le coussin d'appui en élastomère est formé de façon à recevoir une spire d'extrémité des ressorts hélicoïdaux de la jambe de suspension, le coussin d'appui et la spire d'extrémité ayant des formes complémentaires. En outre, l'agencement de palier rotatif comporte une ou plusieurs pièces fonctionnelles composées d'un matériau élastomère. La pièce fonctionnelle peut par exemple être une ou plusieurs lèvres pour rendre étanche l'espace de palier rotatif Alternativement ou additionnellement, la pièce fonctionnelle peut être une butée de mouvement ou plusieurs de celles-ci. Selon l'invention l'agencement de palier rotatif est conçu de telle façon que la pièce fonctionnelle en élastomère et le coussin d'appui en élastomère sont fabriqués en un élément d'élastomère, en particulier par moulage à injection. De cette façon il est possible de réduire le procédé de production à peu d'étapes individuelles, ce qui compte aussi pour le montage ainsi que le montage final de l'agencement de palier rotatif selon l'invention. L'effort étant autrement considérable pour fixer les pièces fonctionnelles en élastomère individuelles aux positions définies pour finir le montage, l'invention permet de fixer déjà dans la production la position des pièces fonctionnelles en élastomère relativement aux autres composants en vertu du fait que le coussin en élastomère et les autres pièces fonctionnelles en élastomère sont structurellement formées d'un seul élément. Il devenait évident que cette façon de faire ne réduit pas la fonctionnalité de l'agencement de palier rotatif. Au contraire, il est apparu de façon surprenante que le fait que le coussin d'appui en élastomère et la pièce fonctionnelle en élastomère sont formés d'un seul élément augmente la durabilité de l'agencement de palier rotatif. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention la structure d'appui est formée par un corps annulaire fermé faisant un tour partiel ou complet. Au moins un passage, de préférence deux passages, sont formés dans le corps annulaire de la structure d'appui, formés de préférence à partir d'un matériau solide, pour relier structurellement le coussin d'appui en élastomère avec la pièce fonctionnelle en élastomère pour ainsi achever leur formage en une seule pièce. Le ou les passages peuvent être réalisés comme une fente continue et/ou comme un trou d'interconnexion et/ou complètement rempli de matériau élastomère. Le ou les passages sont complètement remplis de matériau élastomère pour éviter que de l'humidité ou des particules de saletés entrent dans l'espace de palier rotatif et que des agents de graissage du palier à roulement fuient de l'espace de palier rotatif. Il est apparu que déjà deux passages sont suffisants pour réaliser une liaison pour la fabrication en une pièce du coussin d'appui en élastomère annulaire et des lèvres d'étanchéité annulaire. Le ou les passages s'étendent de préférence en direction de l'axe de rotation défini par le palier à roulement ou le mouvement de rotation de la structure de montage relativement à la structure d'appui. Dans un développement de l'invention la structure d'appui ainsi que la structure de montage peuvent être formées chacune par un corps annulaire qui présente une section en forme d'auget. A cet égard, la structure de montage peut présenter une forme de C, alors que la structure d'appui est formée par une forme de L. De préférence un côté convexe de l'une des structures en forme d'auget, en particulier la structure d'appui, s'engage avec le côté concave de l'autre structure, en particulier de la structure de montage. A cet égard une protubérance circulaire, en particulier deux protubérances circulaires, peuvent se projeter du côté convexe de la structure d'appui dans l'espace de palier rotatif pour tenir un palier à roulement dans l'espace de palier rotatif. De préférence la structure de montage, la structure d'appui, le coussin d'appui en élastomère, la ou les lèvres d'étanchéité ainsi que le palier à roulement sont agencés de façon concentrique par rapport à la direction axiale de rotation. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention l'élément en élastomère formant le coussin d'appui ainsi que la pièce fonctionnelle en élastomère comprend au moins une branche de liaison qui s'étend à travers un passage tel qu'un trou d'interconnexion ou une fente d'interconnexion dans la structure d'appui du côté ressort, en particulier en remplissant complètement celui-ci. Dans un développement de l'invention la pièce fonctionnelle en élastomère est constituée par au moins une lèvre d'étanchéité faisant un tour complet, de préférence deux lèvres d'étanchéité, pour rendre étanche l'espace de palier rotatif et/ou par au moins une butée de rotation qui contribue au moins à limiter un mouvement rotatif de la structure d'appui du côté ressort relativement à la structure de montage du côté carrosserie. Dans un mode de réalisation de l'invention un palier à roulement tel qu'un roulement à billes est agencé de façon fixe dans l'espace de palier rotatif. De préférence le palier à roulement comprend une bague de palier du côté carrosserie en forme d'anneau continu solidaire de la structure de montage du côté carrosserie, ainsi qu'une bague de palier du côté ressort, solidaire de la structure d'appui du côté ressort. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention la structure d'appui du côté ressort forme une structure annulaire fermée présentant en particulier en section une forme de L et dans laquelle les jambes du L sont de préférences agencées de façon perpendiculaire l'une par rapport à l'autre et/ou une jambe du L est orientée parallèlement à une direction de travail, en particulier un axe de rotation de la jambe de suspension. Dans un mode de réalisation de l'invention, la structure d'appui annulaire du côté ressort, la structure de montage annulaire du côté carrosserie et le coussin d'appui annulaire en élastomère sont agencés de façon coaxiale, en particulier par rapport à l'axe de rotation de l'agencement de palier rotatif . Dans un mode de réalisation de l'invention la structure de montage du côté carrosserie et/ou la structure d'appui du côté ressort sont formées d'un métal tel que l'acier ou d'une matière plastique rigide. En outre l'invention porte sur un procédé de fabrication d'un agencement de palier rotatif pour l'appui d'une tête de jambe de suspension sur une carrosserie d'un véhicule automobile, en particulier celui selon l'invention. Selon l'invention une structure de montage rigide du côté carrosserie ainsi qu'une structure d'appui rigide du côté ressort, qui sont de préférence annulaires, sont montées l'une à l'autre de façon à ce qu'elles puissent tourner l'une par rapport à l'autre. Il en résulte qu'un espace de palier rotatif est limité entre la structure de montage et la structure d'appui. Avant de monter la structure d'appui à la structure de montage, un coussin d'appui en élastomère est attaché, particulièrement moulé par injection, à un côté extérieur de la structure d'appui faisant face à la tête de jambe de suspension. Selon l'invention, en même temps que le corps d'élastomère est appliqué à la structure d'appui, au moins une autre pièce fonctionnelle en élastomère, telle qu'au moins une lèvre d'étanchéité pour étanchéifier l'espace de palier rotatif, est réalisée de façon que le coussin d'appui en élastomère ainsi que la pièce fonctionnelle forment un seul élément en élastomère. D'autres particularités, avantages et caractéristiques de l'invention seront éclaircis par la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention, conjointement avec la figure annexé, sur laquelle est représentée une vue en coupe d'un agencement de palier rotatif selon l'invention. Sur la figure l'agencement de palier rotatif pour appuyer une tête de jambe de suspension sur une carrosserie de voiture automobile selon l'invention est généralement référencé par le chiffre 1, le chiffre 3 indiquant une portion supérieure de la jambe de suspension et un composant fixe de la carrosserie de la voiture automobile représentée par des pointillés est indiqué par le chiffre 5. La jambe de suspension 3 comprend un ressort hélicoïdal 7 qui est également représenté en pointillés, faisant partie du système ressort amortisseur de la jambe de suspension. L'agencement de palier rotatif 1 comporte les composants principaux suivants, à savoir une structure de montage 11 rigide de forme annulaire du côté carrosserie fixée au composant de carrosserie 5 ; une structure d'appui 13 rigide de forme annulaire du côté ressort contre laquelle appuie le ressort hélicoïdal 7. Les deux structures de forme annulaire 11, 13 sont fabriquées en métal ou en matière plastique et présentent une caractéristique de matériau rigide pour supporter les efforts statiques ainsi que les efforts dynamiques pendant le mouvement du véhicule. Comme visible sur la figure, la structure de montage 11 de forme annulaire a essentiellement une section en C en forme d'auget, couverte de façon concave vers la tête de jambe de suspension. La forme de base de la structure d'appui 13 de forme annulaire est également en forme d'auget et a une section en L, dans lequel la concavité est aussi orientée vers la tête de suspension 3, si bien que concernant la concavité il y a une concordance d'orientation entre la structure de montage 11 et la structure d'appui 13. Dans l'auget de la structure de montage 11 il y a un palier à roulement 15 dans lequel la forme de la bague de palier du côté structure de montage 17 est complémentaire de celle de la face antérieure de l'auget de la structure de montage 11. De cette façon la bague de palier du côté structure de montage 17 du palier à roulement se situe fermement à la structure de montage 11. Additionnellement on peut utiliser de la colle. Une bague de palier du côté structure d'appui 21 du palier à roulement 15 est fixée sur le côté de la structure d'appui 13 faisant face à la structure de montage. A cet effet, la structure d'appui 13 a deux protubérances 23, 25 s'étendant en direction de l'axe de rotation R, sur lesquelles la bague de palier 17 est située de façon immobile. Entre les anneaux de palier 17 et 21 sont agencés des corps à roulement tels que des billes à l'aide d'une cage de roulement respective, de façon à faciliter un mouvement de rotation entre les bagues de palier 21 et 17 entre la structure de montage 11 et la structure d'appui 13. La coque de la structure de montage 11 aussi bien que la coque de la structure d'appui 13 sont formées d'un matériau solide et rigide. Deux canaux d'accès 27, 29 sont fabriqués dans la structure d'appui 13. Sur le côté concave de la structure d'appui 13 est appliqué par moulage à injection un coussin d'appui en élastomère 31 qui s'étend essentiellement en direction de l'axe de rotation R et est situé entre la structure d'appui 13 et le ressort hélicoïdal 7. De cette façon le ressort hélicoïdal est isolé acoustiquement de la carrosserie du véhicule automobile. Un soufflet d'étanchéité 33 prolonge le coussin d'appui en élastomère 31 et s'étend en s'éloignant de la carrosserie en direction de l'axe de rotation R. Dans un espace de palier rotatif 35 qui se situe entre la structure de montage 11 et la structure d'appui 13 sont agencées deux lèvres d'étanchéité 37, 41 en forme de cercle complet qui rendent étanches les canaux de sortie radiale partant de l'espace de palier rotatif 35 et menant vers ceci radialement à l'intérieur et à l'extérieur contre l'introduction de particules de saleté et de l'humidité et qui empêchent une fuite de l'agent de graissage du palier à roulement 15. En fabriquant le coussin d'appui en élastomère 31, le soufflet d'étanchéité 33 ainsi que les lèvres d'étanchéité 37, 41 seulement une seule étape de production est requise, à savoir un moulage à injection en une pièce. Une liaison structurelle entre les lèvres d'étanchéité 37, 41 et le coussin d'appui en élastomère 31 est réalisée par les canaux d'accès 27, 29 qui sont complètement remplis de matériau élastomère. Les lèvres d'étanchéité 37, 41 représentent un corps de rotation complète dans lequel les canaux de liaison sont positionnés seulement à une position circonférentielle définie et s'étendent en direction axiale. Pour réaliser l'agencement de palier rotatif selon l'invention, d'abord la structure d'appui 13 est préfabriquée pour ensuite appliquer à celle-ci par moulage à injection le corps d'élastomère en un élément constitutif du soufflet d'étanchéité, du coussin d'appui en élastomère ainsi que des lèvres d'étanchéité. Si un matériau plastique rigide doit être utilisé pour la structure d'appui 13, un procédé de moulage par injection à deux composants peut être utilisé pour réaliser l'agencement d'une structure d'appui en matière plastique ainsi qu'un corps en élastomère. Par la suite, le palier à roulement 15 ainsi que la structure de montage 11 sont montés pour l'agencement de palier rotatif. Liste de signes de référence 1 palier rotatif 3 partie supérieure de la jambe de suspension 5 composant de carrosserie 7 ressort hélicoïdal 11 structure de montage 13 structure d'appui 15 palier à roulement 17 bague de palier du côté carrosserie 21 bague de palier du côté ressort 23, 25 protubérances 27, 29 canaux d'accès 31 coussin d'appui en élastomère 33 soufflet d'étanchéité 35 espace de palier rotatif 37, 41 lèvres d'étanchéité R axe de rotation