Brevet FR3079169A1 — publié le 20190927

L'invention concerne un procédé de rigidification d'une coupelle inférieure d'une butée de suspension de véhicule automobile, ainsi qu'une butée de suspension de véhicule automobile comprenant une coupelle inférieure rigidifiée par mise en oeuvre d'un tel procédé. Elle s'applique en particulier à une butée de suspension destinée à être intégrée dans une jambe de suspension télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile, notamment de type Mac Pherson. De façon connue, une telle butée comprend deux coupelles supérieure et inférieure montées en rotation relative, notamment au moyen de corps roulants disposés dans au moins un espace intermédiaire formé entre lesdites coupelles. En particulier, la coupelle supérieure est montée fixe sur la caisse du véhicule automobile, tandis que la coupelle inférieure est montée sur la jambe de suspension de manière à ce que le ressort de suspension vienne axialement en appui sur elle de façon directe ou indirecte. Pour ce faire, il est connu de prévoir sur la coupelle inférieure une zone d'appui pour un tel ressort. De telles butées de suspension peuvent être soumises à des efforts axiaux très importants, notamment lorsqu'elles sont installées sur un véhicule automobile de poids important et/ou destiné à une utilisation tout terrains, de tels efforts pouvant entraîner la déformation des coupelles et/ou des contacts indésirables entre lesdites coupelles. Pour pallier ces inconvénients, il est connu de renforcer la coupelle inférieure avec un insert rigide, notamment en matériau métallique, un tel insert présentant notamment une couronne disposée en regard de la zone d'appui du ressort. Toutefois, dans certains cas, un tel insert ne s'avère pas suffisant pour empêcher efficacement les problèmes susmentionnés. En outre, une augmentation du poids et/ou des dimensions de l'insert s'avère difficilement envisageable, dans la mesure où l'encombrement de la butée doit être limité. 2 L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un procédé pour rigidifier la coupelle inférieure d'une butée de suspension de façon simple et fiable, et ce tout en limitant l'encombrement de ladite butée et en ne 5 rajoutant pas de masse supplémentaire. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de rigidification d'une coupelle inférieure d'une butée de suspension de véhicule automobile, ladite coupelle présentant un zone d'appui pour un ressort de 10 suspension, ledit procédé prévoyant d'associer à ladite coupelle un insert rigide présentant une couronne disposée en regard de ladite zone d'appui, ledit procédé prévoyant, préalablement à l'association de l'insert à ladite coupelle, une conformation de ladite couronne dans une cavité formée entre un poinçon et une matrice, ladite conformation étant réalisée sur une course d'écrasement de la 15 couronne dans ladite cavité, ladite course étant agencée pour former des motifs géométriques de rigidification dans ladite couronne au moyen d'empreintes réparties angulairement dans ladite cavité. Selon un deuxième aspect, l'invention propose une butée de suspension de 20 véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle inférieure rigidifiée par mise en oeuvre d'un tel procédé et une coupelle supérieure, lesdites coupelles étant montées en rotation relative. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la 25 description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : - les figures la et lb sont des représentations schématiques en perspective vue de dessus d'un insert obtenu par mise en oeuvre d'une conformation selon respectivement une réalisation de l'invention ; - les figures 2a, 2b et 2c sont des vues agrandies d'un insert rigidifié selon 30 un mode de réalisation de l'invention, respectivement en coupe axiale partielle (figure 2a), en vue de dessus partielle (figure 2b) et en coupe radiale partielle (figure 2c) ; 3 - les figures 3a et 3b sont des représentations schématiques d'une butée de suspension dont la coupelle inférieure est rigidifiée avec un insert selon l'invention, respectivement en coupe axiale (figure 3a) et en perspective vue de dessus présentant une coupe partielle (figure 3b) ; 5 - la figure 4 est une représentation schématique en perspective d'une étape de la conformation permettant d'obtenir un insert rigidifié selon l'invention. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation A de la butée de suspension. En particulier, le terme 10 « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe A et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe A. Par ailleurs, les termes « supérieur » et « inférieur » sont relatifs à la disposition de la butée telle que représentée sur la figure 3a. 15 Une roue d'un véhicule automobile, notamment une roue directrice, est montée sur le châssis par l'intermédiaire d'une jambe de force qui permet la suspension de la caisse relativement au sol. A cet effet, la jambe de force comprend classiquement un amortisseur, un ressort de suspension ainsi qu'une butée de suspension sur laquelle le ressort vient en appui. 20 La butée de suspension comprend une coupelle supérieure fixe 1 destinée à être associée à la caisse du véhicule, notamment via un bloc filtrant, ainsi qu'une coupelle inférieure tournante 2 présentant une zone d'appui 3 pour le ressort de suspension, lesdites coupelles étant montées en rotation relative, par exemple 25 au moyen de corps roulants disposés dans au moins un espace intermédiaire formé entre lesdites coupelles. Ainsi, lorsque le ressort est sollicité en compression et en détente, l'enroulement des spires de ce dernier sur elles-mêmes est modifié, ce qui entraîne la rotation 30 de la coupelle inférieure 2. En outre, le braquage des roues induit également une rotation de la coupelle inférieure 2. 4 En particulier, les coupelles supérieure 1 et inférieure 2 peuvent être réalisées en matériau polymérique, afin de réduire le poids total de la butée de suspension. Pour permettre à la coupelle inférieure 2 de supporter efficacement les efforts 5 axiaux exercés par le ressort, notamment en évitant les déformations de ladite coupelle inférieure et/ou les contacts entre ladite coupelle inférieure et la coupelle supérieure 1, ladite coupelle inférieure peut être rigidifiée, notamment au niveau de la zone 3 d'appui du ressort. 10 Pour ce faire, on décrit ci-dessous un procédé de rigidification qui prévoit d'associer à la coupelle inférieure 2 un insert rigide 4. Dans le mode de réalisation représenté, l'insert 4 présente une géométrie annulaire de révolution autour d'un axe X, ledit axe X étant notamment confondu avec l'axe A après association dudit insert à la coupelle inférieure 2 et assemblage de la butée. 15 De façon avantageuse, la coupelle inférieure 2 comprend un corps en matériau polymérique dans lequel l'insert 4 est intégré au moins partiellement, notamment par surmoulage. En particulier, l'insert 4 est métallique, par exemple formé d'une tôle emboutie. 20 L'insert 4 présente une couronne 4a disposée en regard de la zone d'appui 3 pour assurer la rigidification de ladite zone d'appui. Dans le mode de réalisation représenté, la coupelle inférieure 2 présente une portion annulaire centrale inclinée 2a dans laquelle est disposée la couronne 4a, et sur la paroi inférieure 25 de laquelle est formée la zone d'appui 3. Par ailleurs, la couronne 4a présente une courbure orientée suivant l'inclinaison de la portion centrale 2a, ladite courbure présentant notamment un rayon R1 de l'ordre de 10,5 mm. L'insert 4 comprend un rebord extérieur 4b qui s'étend sensiblement radialement 30 depuis une extrémité supérieure de la couronne 4a, ainsi qu'un fût 4c qui s'étend sensiblement axialement depuis une extrémité inférieure de la couronne 4a. En particulier, l'extrémité libre du rebord extérieur 4b définit un diamètre maximal de 5 l'insert 4, par exemple de l'ordre de 115 mm, et l'extrémité inférieure du fût 4c définit un diamètre minimal dudit insert, par exemple de l'ordre de 85 mm. De façon avantageuse, la coupelle inférieure 2 présente une portion supérieure 5 2b qui s'étend sensiblement radialement depuis une extrémité supérieure de la portion centrale 2a, et dans laquelle est disposé le rebord extérieur 4b. De même, la coupelle inférieure 2 présente une portion inférieure 2c qui s'étend sensiblement axialement depuis une extrémité inférieure de la portion centrale 2a, et dans laquelle est disposé le fût 2c. Ainsi, l'insert 4 est disposé dans toutes 10 les portions 2a, 2b, 2c de la coupelle inférieure 2, ce qui permet d'améliorer sa rigidification. Pour rigidifier la coupelle inférieure 2 de façon simple et fiable tout en limitant l'encombrement de la butée, le procédé prévoit, préalablement l'association de 15 l'insert 4 à ladite coupelle, une conformation de la couronne 4a dans une cavité formée entre un poinçon 5 et une matrice 6, ladite conformation étant réalisée sur une course d'écrasement de la couronne 4a dans ladite cavité. La course d'écrasement est agencée pour former des motifs géométriques 7 de 20 rigidification dans la couronne 4a au moyen d'empreintes 8a, 8b réparties angulairement dans ladite cavité. En particulier, l'écrasement permet de modifier localement la courbure de la couronne 4a. En relation avec la figure 4, le procédé prévoit de réaliser la conformation sur un 25 insert 4 déjà formé, notamment par une opération d'emboutissage préalable, ce qui permet de réaliser des motifs 7 de rigidification de manière très précise. En variante, le procédé peut prévoir de réaliser l'emboutissage de l'insert 4 et la conformation de la couronne 4a de façon simultanée. 30 Le procédé prévoit que l'un parmi la matrice 6 et le poinçon 5 comprenne des empreintes en creux 8a, l'autre parmi ledit poinçon et ladite matrice comprenant des empreintes en relief 8b de géométrie complémentaire à celle desdites 6 empreintes en creux. Sur la figure 4, la matrice 6 comprend des empreintes en creux 8a et le poinçon 5 des empreintes en relief 8b complémentaires. Dans les modes de réalisation représentés, le procédé prévoit des empreintes 5 8a, 8b réparties angulairement de façon discrète dans la cavité, afin de renforcer la rigidité en des endroits localisés de la couronne 4a. En particulier, le procédé peut prévoir de répartir entre 15 et 30 paires d'empreintes discrètes 8a, 8b dans la cavité. 10 De façon avantageuse, le procédé prévoit un pas angulaire constant entre les empreintes 8a, 8b, ce qui permet d'assurer une répartition régulière des motifs 7 de rigidification sur la couronne 4a avec un pas angulaire p identique, mais également de faciliter la réalisation desdites empreintes sur la matrice 6 et/ou le poinçon 5, et donc de faciliter la conformation de la couronne 4a. 15 Le procédé peut prévoir des empreintes espacées d'une largeur au moins égale à e/20, e étant l'épaisseur moyenne de l'insert 4, afin d'obtenir des motifs 7 espacés d'une largeur L identique sur la couronne 4a. De façon préférentielle, la largeur L est au moins égale à e/5, par exemple en étant sensiblement égale à 20 e/2. Dans le mode de réalisation représenté, l'insert 4 présente une épaisseur e identique sur l'ensemble de ses portions 4a, 4b, 4c, de sorte que son épaisseur moyenne correspond dans ce cas à ladite épaisseur e. En particulier, l'épaisseur 25 e peut être égale à environ 1,5 mm. Pour améliorer davantage la répartition des motifs 7 de rigidification et la réalisation des empreintes 8a, 8b, le procédé peut également prévoir une répartition angulaire d'empreintes identiques 8a, 8b sur l'ensemble de la 30 circonférence de la cavité. Dans les modes de réalisation représentés, le procédé prévoit des empreintes 8a, 8b présentant une géométrie à contour fermé, notamment un contour sensiblement elliptique. En variante, le procédé peut prévoir des empreintes 8a, 8b avec un contour sensiblement circulaire. 7 Pour une rigidification optimale, le procédé peut notamment prévoir une conformation agencée pour réaliser des motifs 7 de rigidification avec au moins l'une des caractéristiques géométriques suivantes : 5 - une profondeur P comprise entre 0,3.e et 3.e, par exemple comprise entre 1 mm et 1,5 mm ; - un rayon d'enfoncement R compris entre e et 20.e, par exemple compris entre 4,25 mm et 11,25 mm ; - un fond plat 7a formant un angle a compris entre 300 et 600, notamment 10 de l'ordre de 45°, avec l'axe X de révolution de la couronne 4a. Le procédé peut également prévoir une conformation agencée pour réaliser des portions intermédiaires 9 interposées entre les motifs 7 de rigidification, chaque portion intermédiaire 9 étant reliée à un desdits motifs en formant un rayon R2 15 de raccordement au moins égal à 0,4.e, par exemple de l'ordre de 1,25 REVENDICATIONS1. Procédé de rigidification d'une coupelle inférieure (2) d'une butée de suspension de véhicule automobile, ladite coupelle présentant un zone d'appui (3) pour un ressort de suspension, ledit procédé prévoyant d'associer à ladite coupelle un insert rigide (4) présentant une couronne (4a) disposée en regard de ladite zone d'appui, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il prévoit, préalablement à l'association de l'insert (4) à ladite coupelle, une conformation de ladite couronne dans une cavité formée entre un poinçon (5) et une matrice (6), ladite conformation étant réalisée sur une course d'écrasement de la couronne (4a) dans ladite cavité, ladite course étant agencée pour former des motifs géométriques (7) de rigidification dans ladite couronne au moyen d'empreintes (8a, 8b) réparties angulairement dans ladite cavité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé ce qu'il prévoit que l'un parmi la matrice (6) et le poinçon (5) comprenne des empreintes en creux (8a), l'autre parmi ledit poinçon et ladite matrice comprenant des empreintes en relief (8b) de géométrie complémentaire à celle desdites empreintes en creux. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il prévoit des empreintes (8a, 8b) réparties angulairement de façon discrète dans la cavité. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il prévoit un pas angulaire (13) constant entre les empreintes (8a, 8b). 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il prévoit une répartition angulaire d'empreintes identiques (8a, 8b) sur l'ensemble de la circonférence de la cavité. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il prévoit des empreintes (8a, 8b) espacées d'une largeur (L) au moins égale 9 à e/20, e étant l'épaisseur moyenne de l'insert (4), notamment en étant espacées d'une largeur (L) au moins égale à e/5, par exemple sensiblement égale à e/2. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 5 qu'il prévoit des empreintes (8a, 8b) présentant une géométrie à contour fermé. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il prévoit un contour sensiblement circulaire ou elliptique. 10 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il prévoit une conformation agencée pour réaliser des motifs (7) de rigidification de profondeur (P) comprise entre 0,3.e et 3.e, e étant l'épaisseur moyenne de l'insert (4). 15 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il prévoit une conformation agencée pour réaliser des motifs (7) de rigidification dont le rayon d'enfoncement (R) est compris entre e et 20.e, e étant l'épaisseur moyenne de l'insert (4). 20 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il prévoit une conformation agencée pour réaliser des motifs (7) de rigidification ayant un fond plat (7a) formant un angle (a) compris entre 30° et 60° avec l'axe (X) de révolution de la couronne (4a). 25 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il prévoit une conformation agencée pour réaliser des portions intermédiaires (9) interposées entre les motifs (7) de rigidification, chaque portion intermédiaire (9) étant reliée à un desdits motifs en formant un rayon de raccordement (R2) au moins égal à 0,4e, e étant l'épaisseur moyenne de l'insert (4). 30 13. Butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle inférieure (2) rigidifiée par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 12 et une coupelle supérieure (1), lesdites coupelles étant montées en rotation relative. 14. Butée de suspension selon la revendication 13, caractérisée en ce que 5 l'insert (4) comprend un fût (4c) s'étendant sensiblement axialement depuis une extrémité inférieure de la couronne (4a). 15. Butée de suspension selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que l'insert (4) comprend un rebord (4b) extérieur s'étendant sensiblement 10 radialement depuis une extrémité supérieure de la couronne (4a). 16. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que la coupelle inférieure (2) comprend un corps en matériau polymérique dans lequel un insert métallique (4) est au moins partiellement 15 surmoulé.