Brevet FR3088975A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Bague de palier de suspension pour véhicule automobile comprenant une portion sacrificielle Domaine technique [0001] Le présent exposé concerne une bague de palier de suspension de véhicule au- tomobile, notamment pour voiture, mais pas uniquement. Technique antérieure [0002] Une suspension de véhicule automobile peut être soumise à des contraintes im- portantes, notamment lors d'un accident du véhicule. Dans le but d'éviter des déformations résiduelles indésirables au sein de la suspension, voire sur la caisse du véhicule, et qui ne sont parfois pas détectées par l'utilisateur et donc potentiellement très dangereuses, on tonnait différentes structures de suspensions. Toutefois, ces structures ne donnent pas toujours pleinement satisfaction, notamment du point de vue de leur fiabilité, et reproductibilité de fabrication/installation. En effet, leur efficacité peut dépendre des conditions de montages, ce qui génère un aléa non maitrisable pour le fabriquant des différents éléments de la suspension. Il existe donc un besoin en ce sens. Exposé de l'invention [0003] Un mode de réalisation concerne une bague de palier de suspension pour une suspension de véhicule automobile, notamment de voiture, comprenant une partie externe, une partie interne, un corps élastomère reliant la partie interne et la partie externe, dans laquelle la partie interne présente une portion interne, une portion externe et au moins une liaison, la portion interne comprenant un trou traversant s'étendant selon une direction axiale et configure pour recevoir un boulon ou équivalent, la portion externe délimitant un espace s'étendant selon la direction axiale, la portion interne s'étendant axialement en tout ou partie dans l'espace en étant couplée à la portion interne grâce à la au moins une liaison, dans laquelle la au moins une liaison comprend une portion sacrificielle configurée pour se rompre lorsque la bague est soumisse à un effort prédéterminé, et dans laquelle un jeu est prévu entre la portion interne et la portion externe de sorte que la portion interne puisse bouger par rapport à la portion externe lorsque la portion sacrificielle est rompue. [0004] De manière générale, la direction axiale correspond à la direction de l'axe de la bague et une direction radiale est une direction perpendiculaire à la direction axiale. La direction azimutale correspond à la direction décrivant un anneau autour de la direction axiale. Les trois directions axiale, radiale et azimutale correspondent respectivement aux directions définies par la côte, le rayon et l'angle dans un système de coordonnées 2 cylindrique. [0005] Par « boulon ou équivalent » on entend tout boulon, vis, tige filetée ou non, etc. pouvant s'étendre dans la bague pour réaliser la liaison pivot souhaitée au sein d'un palier de suspension. [0006] On comprend que la partie externe est couplée avec la partie interne par l'intermédiaire du corps élastomère. Par exemple, le corps élastomère coopère avec la portion externe de la partie interne, mais pas nécessairement. Par exemple, le corps élastomère est vulcanisé sur chacune des deux parties. [0007] La partie interne peut comprendre une seule ou plusieurs liaisons. Par la suite, et sauf indication contraire, par « la liaison » on entend « la au moins une liaison ». [0008] La portion interne de la partie interne et la portion externe de la partie interne sont couplées, par exemple selon tous les degrés de liberté, via la liaison. Grâce à la portion sacrificielle, lorsque la bague est soumise à un effort prédéterminé, par exemple lors d'un accident du véhicule sur lequel elle est montée, la portion sacrificielle se rompt. Ceci permet de préserver les autres éléments structurels du véhicule, notamment la suspension ou la caisse. La portion sacrificielle étant un élément de structure de la bague qui permet de coupler la portion interne avec la portion externe, elle est fabriquée en série avec les portions interne et externe. Ceci permet d'assurer la reproductibilité de la portion sacrificielle, et donc de maîtriser la valeur de l'effort prédéterminé sur toute la production. En d'autres termes, cette portion sacrificielle permet de s'affranchir de contraintes externes, telles que par exemple des contraintes d'assemblage de la bague au sein d'une suspension et/ou d'un véhicule (par ex. couple de serrage du boulon, tolérances, jeu, etc. à respecter), qui ont une influence sur le comportement des bagues de l'état de la technique. Par ailleurs, la portion interne étant logée dans la portion externe (i.e. dans l'espace défini par la portion externe), lorsque la portion sacrificielle est rompue, les deux portions interne et externe restent engagées l'une dans l'autre, grâce à quoi la structure d'ensemble de la suspension reste assurée. Grâce au jeu entre la portion interne et la portion externe, lorsque la portion sacrificielle est rompue, on détecte immédiatement que la portion sacrificielle est rompue, et qu'une intervention pour remplacer la bague est nécessaire. La sécurité est ainsi améliorée. [0009] Dans certains modes de réalisation, la partie interne comprend deux liaisons diamé- tralement opposées, chaque liaison comprenant une portion sacrificielle. [0010] On comprend que les parties internes et externes ont chacune une géométrie glo- balement annulaire s'étendant selon la direction axiale. Les deux liaisons s'étendent radialement au sein de cette géométrie annulaire. Une telle configuration est simple à fabriquer, fiable, procure un maintien satisfaisant tout en étant aisé à rompre, en particulier lors d'efforts orientées perpendiculairement à la direction axiale et à 3 l'orientation des liaisons (i.e. pour des efforts orientés radialement à 90° des liaisons). [0011] Dans certains modes de réalisation, la partie interne est formée par un seul et même élément. [0012] En d'autres termes, la portion externe, la portion interne et la liaison sont toutes formées par une seule et même pièce. Une telle configuration permet de faciliter l'assemblage de la bague, en réduisant le nombre de pièce à assembler. [0013] Dans certains modes de réalisation, la portion interne et la portion externe sont des éléments distincts. [0014] En d'autres termes, pour former la partie interne, on doit assembler la portion interne avec la portion externe, et les coupler ensemble via la liaison. Une telle configuration permet de choisir différents matériaux pour la portion interne et la portion externe, afin d'optimiser le comportement de la bague et/ou les modes/coûts de production. [0015] Dans certains modes de réalisation, la au moins une liaison comprend une nervure axiale et une rainure axiale, un élément parmi la portion interne et la portion externe étant pourvu de la nervure tandis que l'autre élément parmi la portion interne et la portion externe est pourvu de la rainure, la nervure étant engagée dans la rainure, la nervure et/ou la rainure formant la portion sacrificielle. [0016] Ainsi, pour assembler la portion interne avec la portion externe, on engage la portion interne dans l'espace défini par la portion externe, en engageant, par exemple à force, par exemple à l'aide d'une presse, la nervure dans la rainure. Une telle configuration est simple et efficace, et permet notamment de parfaitement maitriser l'effort prédéterminé via les dimensions, formes et matériaux de la nervure et des parois de la rainure. [0017] Dans certains modes de réalisation, l'effort prédéterminé est orienté perpendicu- lairement à la direction axiale. [0018] La bague et la portion sacrificielle sont particulièrement adaptées pour de tels efforts. [0019] Dans certains modes de réalisation, la au moins une liaison s'étend radialement et perpendiculairement à l'orientation de l'effort prédéterminé. [0020] En d'autres termes, l'effort prédéterminé et la liaison, par exemple l'ensemble rainure/nervure, sont orientés à 90° l'un par rapport à l'autre. Ceci permet notamment à la liaison de parfaitement reprendre les efforts liés à la gravité, et de se rompre aisément lors d'effort perpendiculaires à la gravité communément rencontrés lors d'accidents. En d'autres termes, une telle configuration est particulièrement bien adaptée à un fonctionnement où l'effort est orienté à 90°, mais la fonction fusible reste fonctionnelle pour un angle différent, tant qu'une composante suffisante de l'effort appliqué est perpendiculaire à la liaison. On améliore ainsi la maitrise du comportement de la portion sacrificielle lorsque la bague est soumise à l'effort prédéterminé. 100211 Dans certains modes de réalisation, le jeu est radial et perpendiculaire à la liaison. [0022] En d'autres termes, le jeu maximal et la liaison sont orientés à 90° l'un par rapport à l'autre. Ceci facilite la rupture de la portion sacrificielle lorsque l'effort prédéterminé est orienté perpendiculairement à la direction de la liaison (i.c. sensiblement parallèle au jeu), et permet à l'utilisateur de facilement détecter que la portion sacrificielle est rompue et qu'il est nécessaire de remplacer la bague. [0023] Dans certains modes de réalisation, la portion interne et/ou la portion externe sont en aluminium ou en acier. [0024] De tels matériaux sont particulièrement adaptés pour la fabrication des portions internes et externes. Par exemple, la portion interne est en acier et la portion externe est en aluminium, ce qui permet de supporter une tension de serrage élevée de la bague tout en conservant un effort prédéterminé acceptable. [0025] Dans certains modes de réalisation, la portion interne et/ou la portion externe sont extrudées. [0026] De telles portions extrudées sont particulièrement adaptées pour la fabrication de la bague. [0027] Un mode de réalisation concerne également un bras de suspension équipée d'au moins une bague de palier de suspension selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé. [0028] L'objet du présent exposé et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées Brève description des dessins [0029] [fig. I A-1C] La figure I A représente une vue en coupe d'un palier de suspension pour véhicule automobile selon un premier mode de réalisation, la figure I B représente une vue en coupe selon le plan II de la figure I A de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile et la figure 1C représente unc vue en coupe selon la plan III de la figure I B de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile. [0030] [fig.2A-2C] La figure 2A représente une vue en coupe d'un palier de suspension pour véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation, la figure 2B représente une vue en coupe selon le plan II de la figure 2A de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile et la figure 2C représente une vue en coupe selon la plan III de la figure 2B de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile [0031] [fig.3A-3C] La figure 3A représente une vue en coupe d'un palier de suspension pour véhicule automobile selon un troisième mode de réalisation, la figure 3B représente une vue en coupe selon le plan 11 de la figure 3A de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile et la figure 3C représente une vue en coupe selon la plan Ill de la figure 3B de la bague du palier de suspension pour véhicule automobile. Description des modes de réalisation [0032] Un premier mode de réalisation de bague de palier de suspension 10 pour véhicule automobile est décrit en référence aux figures 1A à 1C. Sur la figure 1A, la bague 10 est montée sur une chape 12 faisant partie d'une caisse (le véhicule automobile (non représentée), via un boulon 16 comprenant une vis 16A et un écrou 16B. [0033] La bague 10 va maintenant êtrc décrite plus en détail en référence aux figures 1B et 1C. La bague 10 s'étend selon une direction axiale X, selon une direction radiale R et selon une direction azimutale C. La bague présente une partie externe 18, une partie interne 20 et un corps élastomère 22 reliant la partie externe 18 et la partie interne 20. La partie interne 20 comprend une portion externe 20A, une portion interne 20B et deux liaisons 20C couplant la portion externe 20A et la portion interne 20B. La partie interne 20 est reçue dans la partie externe 18. La portion interne 20B est reçue dans la portion externe 20A. Dans cet exemple, la partie interne 20 s'étend sur toute la longueur axiale de la partie externe 18, et dépasse de chaque côté de la partie externe 18 selon la direction axiale X, de manière symétrique. Dans cet exemple, la portion interne 20B s'étend sur toute la longueur axiale de la portion externe 20A, et dépasse de chaque côté dc la portion externe 20A selon la direction axiale X, de manière symétrique. En d'autres termes, dans cet exemple, la longueur axiale de la partie interne 20 est plus grande que la longueur axiale de la partie externe 18, et la longueur axiale de la portion interne 20B est plus grande que la longueur axiale de la portion externe 20A. [0034] Plus particulièrement dans cet exemple, la partie externe 18 est un cylindre dc section transverse circulaire, par exemple extrudé en aluminium, niais pas nécessairement. La portion externe 20A est un profilé cylindrique, par exemple extrudé en aluminium, niais pas nécessairement, de section transverse sensiblement circulaire, sa surface extérieure étant de section transverse circulaire et sa surface interne étant de section transverse sensiblement de forme elliptique tronquée. Le corps en élastomère 22 est en matériau élastomère, connu par ailleurs par l'homme du métier, et relie élastiquement la partie externe 18 avec la partie interne 20. Le corps élastomère 22 procure un comportement amortisseur à la bague 10. Dans cet exemple, le corps élastomère 22 présente une forme sensiblement annulaire et s'étend entre la surface externe de la portion externe 20A et la surface interne de la partie externe 18. La portion externe 6 20A délimite un espace E s'étendant axialement et recevant la portion interne 20B en partie. [0035] La portion interne 20B est un profilé cylindrique en acier extrudé ou fabriqué par estampage à froid. Une telle portion 20B en acier présente l'avantage de pouvoir augmenter sa durabilité et sa rigidité, de sorte que de grandes tensions de boulon peuvent lui être appliquées. La portion interne 20B présente une section transverse sensiblement circulaire, sa surface intérieure étant de section transverse circulaire et formant un trou traversant 21 qui s'étend dans la direction axiale X. Le boulon 16 est inséré dans le trou traversant 21 de la portion interne 20B. Le trou traversant 21 présente une section transverse de forme circulaire. Cependant, le trou traversant 21 ainsi que le boulon 16 peuvent avoir des sections transverses différentes par exemple de forme rectangulaire ou carrée. La surface extérieure de la portion interne 20B est de section transverse sensiblement de forme elliptique tronquée. Dans cet exemple, le grand axe de la forme elliptique de la section transverse de la surface extérieure de la portion interne 20B et perpendiculaire au grand axe de la forme elliptique de la section transverse de la surface intérieure de la portion externe 20A. Une telle configuration permet, grâce aux troncatures des formes elliptiques des sections transverses, de facilement former des liaisons 20C décrites ci-après diamétralement opposées. [0036] Comme cela est visible sur la figure 1B, la portion interne 20B est couplée avec la portion externe 20A au moyen de deux liaisons 20C diamétralement opposées et s'étendant radialement. Dans cet exemple, la portion externe 20A et la portion interne 20B sont formées par deux éléments distincts tandis que chaque liaison 20C est formée par une nervure 20C1 disposée sur la portion externe 20A engagée dans une rainure 20C2 disposée sur la portion interne 20B. Pour assembler la portion interne 20B avec la portion externe 20A, afin de former la partie interne 20, on engage à force les nervures 20C1 dans les rainures 20C2, et ce de manière connue par ailleurs par l'homme du métier (par exemple en prévoyant une section évolutive de la rainure et/ou de la nervure configurée pour générer un blocage suffisant pour maintenir un couplage à force de la portion interne a'ec la portion externe). Dans cet exemple, chaque nervure 20C1 s'étend sur toute la longueur axiale de la portion externe 20A tandis que chaque rainure 20C2 s'étend sur toute la longueur axiale de la portion interne 20B. [0037] La nervure 20C1 de chacune des liaisons 20C forme une portion sacrificielle configurée pour rompre lorsque la bague 10 est soumise à un effort prédéterminé. Dans cet exemple, l'effort prédéterminé F est orienté perpendiculairement aux liaisons 20C, et plus particulièrement dans cet exemple aux nervures 20C1 et rainures 20C2. On note que l'effort F peut être orienté dans un sens ou dans l'autre, selon les deux flèches représentées sur la figure 1B. Un jeu J est prévu entre la portion externe 20A et la portion interne 20B. Dans cet exemple le jeu J est radial et perpendiculaire aux liaisons 20C. 7 On note que dans cet exemple l'amplitude du jeu J est variable en fonction de l'azimut. En particulier dans cet exemple lorsque la portion sacrificielle est intacte (i.c. n'est pas rompue), le jeu J est maximum dans la direction parallèle à l'orientation de l'effort prédéterminé F, et nul dans la direction perpendiculaire à l'orientation de l'effort prédéterminé F. [0038] La portion sacrificielle de la liaison 20C est dans cet exemple formée par la rainure 20C2. Selon une variante, la portion sacrificielle est formée par la nervure 20C1, ou bien par la nervure 20C1 et par la rainure 20C2. La portion sacrificielle présente un point de rupture prédéterminé tel que l'une ou l'autre des parois de la rainure 20C2 se rompt lorsqu'une force prédéterminée F est appliquée sur la bague 10. Le point de rupture prédéterminé peut être ajusté à l'avance en fonction du matériau, de la forme et des dimensions de la liaison 20C, et plus particulièrement dans cet exemple de la rainure 20C2, de telle sorte que la liaison 20C se rompt sous la force prédéterminée F appliquée sur la bague 10. En particulier, la liaison 20C se casse, si la partie interne 20 est déplacée par rapport à la partie externe 18 par la force prédéterminée. Dans ce cas, le corps élastomère 22 est complètement comprimé, de sorte que la partie interne 20 ne peut plus se déplacer par rapport à la partie externe 18. Dans ce cas, pour absorber la force prédéterminée, la liaison 20C se rompt. Le point de rupture est conçu de telle sorte que la liaison 20C ne se rompt pas sous les forces agissant sur la bague 10 en utilisation normale, mais se rompt de manière fiable sous des charges accidentelles prédéterminées susceptibles d'agir sur la bague 10. [0039] En cas de rupture de la liaison 20C, le jeu J permet un mouvement relatif de la portion interne 20B par rapport à la portion externe 20A. Néanmoins, la fonction de support de la bague 10 est toujours intacte, puisque la portion interne 20B est maintenue dans l'espace E au sein de la portion externe 20A. En conséquence, la portion interne 20B est toujours maintenue au sein de la portion externe 20A. Le jeu J est prévu de sorte qu'un mouvement relatif de la portion interne 20B pal- rapport à la portion externe 20A est possible en cas de rupture de la liaison 20C. Du fait de ce mouvement de la portion interne 20B par rapport à la portion externe 20A, un conducteur du véhicule équipé de la bague 10, rem'at-que que la bague 10 est détériorée, par exemple grâce au bruit généré lorsque la portion interne 20B par rapport se déplace et bute contre la portion externe 20A. En particulier, le jeu J est configuré de telle sorte que le déplacement de la portion interne 20B par rapport à la portion externe 20A entraîne un changement détectable du comportement de la bague 10. En d'autres termes, le jeu J est prévu de sorte qu'un conducteur du véhicule équipé de la bague 10, remarque qu'il y a un jeu anormal entre de la portion interne 20B et à la portion externe 20A lors de la rupture de la liaison 20C. [0040] Un deuxième mode de réalisation de bague de palier de suspension 10' est décrit en 8 référence aux figures 2A à 2C. La bague 10' selon le deuxième mode de réalisation est en tout point similaire à la bague 10 selon le premier mode de réalisation à l'exception de la partie interne. Aussi, tous les composants identiques entre le premier et le deuxième mode de réalisation ne sont pas décrits à nouveau et conservent le même signe de référence tandis que les parties différentes voient leur signe de référence pourvu d'un «' ». [0041] La portion interne 20B' du deuxième mode de réalisation diffère de la portion interne 20B du premier mode de réalisation en ce qu'elle est par exemple en aluminium extrudé, mais pas nécessairement, et pourvue d'une nervure 20C1' au lieu d'une rainure. La portion externe 20A' du deuxième mode de réalisation diffère de la portion externe 20A du premier mode de réalisation en cc qu'elle est pourvue d'une rainure 20C2' au lieu d'une nervure. En d'autres termes, dans le premier mode de réalisation, chaque liaison 20C comprend une nervure 20C1 formée sur la portion externe 20A et une rainure 20C2 formée sur la portion interne 20B tandis que dans le deuxième mode de réalisation, chaque liaison 20C' comprend une nervure 20C1' formée sur la portion interne 20B' et une rainure 20C2' formée sur la portion externe 20A'. Dans cet exemple, la portion sacrificielle de chaque liaison 20C est formée par la nervure 20C1'. Selon une variante, la portion sacrificielle est formée par la rainure 20C2', ou bien par la nervure 20C1' et par la rainure 20C2'. [0042] Un troisième mode de réalisation de bague de palier de suspension 10" est décrit en référence aux figures 3A à 3C. La bague 10" selon le troisième mode de réalisation est en tout point similaire aux bagues 10 et 10' selon le premier et deuxième mode de réalisation à l'exception de la partie interne. Aussi, tous les composants identiques entre le premier et deuxième mode de réalisation et le troisième mode de réalisation ne sont pas décrits à nouveau et conservent le même signe de référence tandis que les parties différentes voient leur signe de référence pourvu d'un « " [0043] La partie interne 20" est formée d'un seul et même élément, par exemple en aluminium extrudé mais pas nécessairement. Aussi, contrairement au premier et deuxième mode de réalisation, la portion externe 20A" et la portion interne 20B" ne sont pas des éléments distincts. En d'autres termes, la portion externe 20A" la portion interne 20B" et les liaisons 20C" forment une seule et même pièce. Dans cet exemple, les liaisons 20C" sont formées chacune par un filet ou un voile radial, et s'étendant selon la direction axiale X, ce filet ou voile radial formant la portion sacrificielle. Dans cet exemple le jeu J est radial et sensiblement constant en fonction de l'azimut, sauf au voisinage des liaisons 20C". [0044] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que 9 définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]