Brevet FR3029997A1 — publié le 20160617

"Assemblage fretté, notamment pour une suspension de véhicule automobile" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un assemblage fretté, notamment pour la réalisation d'une articulation élastique pour une suspension de véhicule automobile. ETAT DE LA TECHNIQUE Pour la réalisation d'une articulation de suspension de véhicule automobile, notamment pour assurer la liaison d'un bras de suspension avec un autre élément tel que par exemple un triangle de suspension, il est connu d'interposer radialement un manchon en matériau élastique déformable tel qu'un élastomère ou un caoutchouc naturel ou synthétique. Par exemple, la liaison est constituée par un tube cylindrique, radialement intérieur, dont la périphérie extérieure convexe est recouverte d'une couche de matériau élastomère formant un manchon cylindrique tubulaire déformable élastiquement. Le tube radialement intérieur est apte à recevoir une tige de montage sur un élément ou composant de suspension. La surface périphérique externe convexe du manchon en matériau élastomère est montée axialement à force à l'intérieur d'un alésage formé dans un autre élément de suspension tel qu'un bras de suspension. Le tube et le manchon en matériau élastomère constituent la pièce intérieure frettée de l'assemblage par frettage dont la frette est constituée par la partie complémentaire du bras de suspension. 3029997 2 Un tel assemblage par frettage des deux pièces, intérieure et extérieure, résulte d'un ajustement serré et l'emmanchement axial de la pièce intérieure frettée dans la frette extérieure est réalisé par emmanchement axial à force. 5 De manière connue, pour un tel assemblage par frettage, la surface périphérique externe du manchon élastomère peut être recouverte d'une chemise métallique d'épaisseur réduite, la solidarisation du tube intérieur, du manchon en matériau élastomère et de la chemise métallique étant par exemple 10 réalisée par adhésion du matériau élastomère sur les deux autres éléments. En utilisation, une telle liaison ou articulation élastique de suspension de véhicule automobile est soumise à des efforts et des sollicitations très importantes, et notamment à une 15 sollicitation dite "conique" à laquelle l'articulation élastique doit résister, notamment sans désolidarisation de l'assemblage par frettage. Afin d'assurer un tel maintien, il est par exemple possible d'augmenter la longueur de frettage, c'est-à-dire la longueur 20 axiale selon laquelle la portée cylindrique convexe de frettage de l'arbre intérieur fretté est emmanchée axialement à force dans la portée cylindrique concave femelle complémentaire de frettage de la frette extérieure. Toutefois, une telle augmentation de la longueur de 25 frettage n'est pas possible, ou ne peut pas être mise en oeuvre, sans une modification importante des moyens industriels mis en oeuvre pour réaliser l'emmanchement à force. L'invention vise notamment à résoudre ce problème. 30 BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose un assemblage fretté comportant une frette extérieure qui délimite une portée cylindrique concave de 3029997 3 frettage et un arbre intérieur fretté qui délimite une portée cylindrique concave complémentaire de frettage qui est emmanchée axialement à force dans la portée concave de frettage selon une longueur de frettage, 5 caractérisé en ce que : - la portée concave de frettage comporte, selon la direction axiale de frettage, un premier tronçon concave et un deuxième tronçon concave dont le diamètre interne est inférieur au diamètre interne du premier tronçon ; et 10 - la portée convexe de frettage comporte un premier tronçon convexe qui est emmanché axialement à force dans le premier tronçon concave selon une première longueur de frettage, et un deuxième tronçon convexe qui est emmanché axialement à force dans le deuxième tronçon concave selon une deuxième 15 longueur de frettage. Selon d'autres caractéristiques de l'assemblage : - l'assemblage comporte des moyens de positionnement axial de l'arbre intérieur par rapport à la frette extérieure dans une position assemblée dans laquelle lesdits premiers tronçons 20 complémentaires sont emmanchés à force, et dans laquelle lesdits deuxièmes tronçons complémentaires sont emmanchés à force ; - l'assemblage comporte une zone axiale intermédiaire entre lesdits premiers tronçons et lesdits deuxièmes tronçons qui 25 est dépourvue d'emmanchement à force ; - le premier tronçon concave et le deuxième tronçon concave sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique concave ; - le premier tronçon convexe et le deuxième tronçon 30 convexe sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique convexe ; 3029997 4 - avant emmanchement axial à force, le diamètre externe du deuxième tronçon convexe est supérieur au diamètre interne du premier tronçon concave. Pour la réalisation d'une articulation élastique, notamment 5 pour une suspension de véhicule automobile, l'invention propose un assemblage du type mentionné précédemment caractérisé en ce que l'arbre intérieur fretté comporte un manchon radialement extérieur en matériau élastomère qui est emmanché axialement à force dans la frette extérieure pour constituer une articulation 10 élastique de la frette par rapport à l'arbre intérieur fretté. Selon d'autres caractéristiques d'un tel assemblage : - la première longueur de frettage et la deuxième longueur de frettage sont disposées axialement de part et d'autre du centre de déformation élastique de l'articulation élastique ; 15 - le manchon extérieur en matériau élastomère comporte une chemise extérieure métallique ; - les moyens de positionnement comportent une collerette radiale extérieure qui coopère avec une portion en vis-à-vis de la frette. 20 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre 25 pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel la figure unique est une demi vue en section axiale d'un exemple de réalisation d'un assemblage selon l'invention pour la réalisation d'une articulation élastique de suspension de véhicule automobile. 30 3029997 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE LA FIGURE La figure unique illustre, à titre d'exemple non limitatif, une moitié d'un assemblage fretté 10 constituant une liaison ou 5 articulation élastique de suspension pour l'articulation d'un composant (dont une partie 12 constitue la frette extérieure au sens de l'invention et qui est par exemple ici une partie d'un bras de suspension) sur un autre composant ou élément d'une suspension non représenté, avec interposition d'un arbre intérieur 10 fretté 14. Les deux composants 12 et 14 sont assemblées par frettage, c'est-à-dire par emmanchement axial à force selon l'axe A et selon la direction de la flèche F indiquée sur la figure. L'arbre intérieur fretté 14 comporte un tube cylindrique 15 intérieur de section circulaire 16 qui est délimité intérieurement par une surface cylindrique interne concave 15 et extérieurement par une surface cylindrique convexe 17. Le tube intérieur fretté comporte aussi un manchon en matériau deformable élastiquement 18, ici par exemple en 20 matériau élastomère, qui est délimité par une surface cylindrique interne concave 19 qui adhère à la surface externe 17 du tube intérieur 16 et par une surface cylindrique externe convexe 21 dont le profil correspond au profil interne d'une chemise extérieure métallique 20 coaxiale au tube intérieur 16 qui est 25 délimité par une surface interne concave 23 à laquelle adhère le matériau élastomère du manchon 18. Comme on peut le voir sur la figure, la longueur axiale du manchon 18 et de la chemise extérieure 20 est inférieure à la longueur axiale du tube intérieur 16. 30 Le tube intérieur 16 est apte à recevoir un composant de suspension, tel qu'une tige axiale, et il définit (sensiblement à mi-longueur) le centre C de l'articulation élastique. 3029997 6 La chemise extérieure 20 est délimitée axialement, à gauche sur la figure, par une collerette radiale extérieure 22 et, à droite, par un bord axial d'extrémité chanfreiné 25. La frette extérieure 12 est délimitée axialement par une 5 face transversale radiale d'extrémité de gauche 24 et par une face transversale radiale d'extrémité de droite 26. Dans la position assemblée par frettage représentée sur la figure, la collerette 22 de la chemise extérieure 20 de l'arbre fretté 14 est en appui axial vers l'avant, selon la direction F, 10 contre la face 24 de manière à positionner axialement l'arbre intérieur fretté 14 par rapport à la frette 12. Selon une variante de réalisation non représentée, le positionnement axial à une cote axiale déterminée peut résulter du processus de montage, sans faire appel à une collerette de positionnement. 15 La longueur axiale totale de la chemise extérieure 20 est supérieure à la longueur axiale de la frette 12 délimitée par les faces 24 et 26 et elle fait saillie axialement vers la droite par son bord d'extrémité axiale avant chanfreiné 25 qui s'étend au-delà de la face 26 de la frette 12. 20 Conformément aux enseignements de l'invention, la frette 12 et l'arbre intérieur fretté 14 comportent chacun deux tronçons de portées de frettage de diamètres différents et qui sont ici, à titre non limitatif, espacés axialement l'un de l'autre. A cet effet, la frette 12 comporte un alésage étagé 11 qui 25 comporte un premier tronçon concave arrière TCF1 de grand diamètre interne D1 et un deuxième tronçon concave avant TCF2 de portée de frettage, de diamètre interne D2 qui est inférieur au diamètre interne D1 du premier tronçon TCF1. L'alésage 11 comporte encore un tronçon intermédiaire 30 concave tronconique TCT1 qui relie les deux tronçons concaves arrière TCF1 et avant TCF2. A son extrémité axiale arrière de gauche, l'alésage 11 comporte un chanfrein d'introduction et de guidage 28. 3029997 7 De manière complémentaire, la portée cylindrique convexe de frettage de l'arbre intérieur fretté 14 comporte un premier tronçon arrière convexe de frettage TCM1 de plus grand diamètre externe qui est complémentaire du premier tronçon arrière 5 concave TCF1, et un deuxième tronçon avant convexe de portée de frettage TCM2 de plus petit diamètre externe et qui est complémentaire du deuxième tronçon concave TCF2. A titre non limitatif, le premier tronçon convexe TCM1 et le deuxième tronçon convexe TCM2 sont reliés entre eux par un 10 tronçon intermédiaire tronconique convexe TCT2. En position assemblée, et comme on peut le voir sur la figure, la coopération des paires de tronçons complémentaires arrière TCF1, TCM1 et avant TCF2, TCM2 définit deux portées de frettage dont une première portée de frettage de longueur L1 et 15 une deuxième portée de frettage de longueur L2. Les deux portées de frettage de longueurs L1 et L2 sont agencées axialement sensiblement symétriquement par rapport au centre C de l'articulation élastique. A titre non limitatif, et comme cela est indiqué sur la figure, 20 les dimensionnements des différents éléments et composants sont tels qu'il y peut y avoir un recouvrement entre la plage de serrage P1 de la première portée de frettage avec la plage de serrage P2 de la deuxième portée de frettage, c'est-à-dire que le plus grand des diamètres extérieurs du deuxième tronçon TCM2 est 25 supérieur au plus petit des diamètres intérieurs du premier tronçon TCF1. Pour l'assemblage par frettage, en considérant la frette 12 comme étant à titre d'exemple la pièce fixe axialement, l'arbre intérieur 14 à assembler par frettage est introduit axialement 30 d'arrière en avant, c'est-à-à-dire de la gauche vers le droite en considérant la figure, dans l'alésage étagé 11 de la frette 12. La conception selon l'invention avec une portée de frettage de longueur limitée et déterminée L1, L2 de part et d'autre du 3029997 8 centre élastique C de l'articulation permet de garantir la stabilité de la liaison emmanchée, notamment sous sollicitation conique de l'articulation et elle permet aussi de réduire les efforts d'emmanchement axial. 5 Les recouvrements éventuels et l'étagement des deux diamètres D1 et D2 de frettage permet, lors de l'opération d'emmanchement au poste d'emmanchement, de bénéficier d'un pré-centrage naturel de l'arbre intérieur fretté 14 dans le logement que constitue l'alésage étagé 11 de la frette 12, et permet d'éviter 10 la dégradation de l'état de surface de la portée de frettage de plus petit diamètre. La course axiale d'emmanchement est réduite, ainsi que le temps de cycle de l'opération d'emmanchement, et ceci de manière importante pour des pièces de grandes dimensions. 15 L'invention n'est pas limitée à son application pour assurer l'assemblage de composants ou d'éléments de suspension de véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Assemblage fretté (10) comportant une frette extérieure (12) qui délimite une portée cylindrique concave de frettage et un arbre intérieur fretté (14) qui délimite une portée cylindrique convexe complémentaire de frettage qui est emmanchée axialement à force dans la portée concave de frettage selon une longueur de frettage, caractérisé en ce que : - la portée concave de frettage comporte, selon la direction 10 axiale de frettage, un premier tronçon concave (TCF1) et un deuxième tronçon concave (TCF2) dont le diamètre interne D2 est inférieur au diamètre interne D1 du premier tronçon (TCF1) ; et - la portée convexe de frettage comporte un premier tronçon convexe (TCM1) qui est emmanché axialement à force 15 dans le premier tronçon concave (TCF1) selon une première longueur de frettage (L1), et un deuxième tronçon convexe (TCM2) qui est emmanché axialement à force dans le deuxième tronçon concave (TCF2) selon une deuxième longueur de frettage (L2). 20 2. Assemblage fretté selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (22, 24) de positionnement axial de l'arbre intérieur (14) par rapport à la frette extérieure (12) dans une position assemblée dans laquelle lesdits premiers tronçons complémentaires (TCF1, TCM1) sont emmanchés à force, et dans 25 laquelle lesdits deuxièmes tronçons complémentaires (TCF2, TCM2) sont emmanchés à force. 3. Assemblage fretté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une zone axiale intermédiaire entre lesdits premiers tronçons (TCF1, TCM1) et lesdits 30 deuxièmes tronçons (TCF2, TCM2) qui est dépourvue d'emmanchement à force. 4. Assemblage fretté selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier tronçon concave (TCF1) et le deuxième 3029997 tronçon concave (TCF2) sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique concave (TCT1). 5. Assemblage fretté selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier tronçon convexe (TCM1) et le deuxième 5 tronçon convexe (TCM2) sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique convexe (TCT2). 6. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant emmanchement axial à force, le diamètre externe du deuxième tronçon convexe (TCM2) est supérieur au diamètre 10 interne du premier tronçon concave (TCF1). 7. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre intérieur fretté (14) comporte un manchon radialement extérieur (18) en matériau élastomère qui est emmanché axialement à force dans la frette extérieure (12) pour constituer une articulation élastique de la frette (12) par rapport à l'arbre intérieur fretté (14). 8. Assemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première longueur de frettage (1_1) et la deuxième longueur de frettage (L2) sont disposées axialement de part et d'autre du centre (C) de déformation élastique de l'articulation élastique. 9. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le manchon extérieur (18) en matériau élastomère comporte une chemise extérieure métallique (20). 10. Assemblage selon la revendication 9, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement comportent une collerette radiale extérieure (22) de la chemise métallique (20) qui coopère avec une portion en vis-à-vis (24) de la frette (12).