FR2823699A1 - Butee de limitation du debattement de suspension d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une butée de limitation du débattement de suspension d'un véhicule, destinée à être interposée entre deux éléments rigides afin de limiter leurs mouvements de rapprochement relatif, cette butée comprenant des moyens de fixation (13) sur l'un de ces deux éléments.Cette butée est remarquable en ce qu'elle comprend au moins une partie (1) réalisée en polyuréthanne thermoplastique cellulaire, ce matériau ayant des cellules fermées d'un diamètre moyen d'environ 100 m, une densité de cellules d'environ 107 / cm3 , une densité comprise entre 0, 4 et 0, 9 et une dureté comprise entre environ 75 et 85 shore A.Elle est peu sensible à l'humidité, recyclable et présente un bon comportement dynamique.Application à l'industrie automobile.

Description

des rainures transversales.

La présente invention concerne une butée de limitation du débattement de suspension d'un véhicule. Le terme véhicule désigne tout moyen de kansport (par exemple, une automobile9 un camion, un wagon de chemin de fer ou

de tramway).

Une butée est un élément destiné à êke interposé entre deux éléments rigides, afin de limiter leurs mouvements de rapprochement relatif. Elle travaille

essentiellement en compression.

Son rôle est d'intervenir lors des débattements de la suspension. Ces débattements peuvent être de nature et d'intensité variables en fonction du profil et

de 1'état du sol sur lequel se déplace le véhicule.

Une telle butée peut par exemple être disposée autour de la tige d'un amortisseur, à l'intérieur de l'espace délimité par le ressort de suspension entourant cette tige, afin de limiter la course de l'amortisseur par rapport à la caisse du

véhicule. Cette butée sera alors dénommée "butée de tige d'amortisseur".

1S Elle peut également être montée sur un bras de suspension, par exemple l'essieu arrière d'un véhicule, afin de limiter le déplacement de ce bras par rapport à la caisse dudit véhicule. Il s'agira alors d'une butée dénommée "butée

d'essieu"' dans la suite de la description.

De telles butées de limitation de fin de course peuvent également

avoir un rôle de filtrage.

En outre, une butée de limitation de débattement doit présenter une courbe de rigidité statique et un comportement en cas de sollicitation dynamique répondant à un cahier des charges précis' ayant pour but de garantir aux passagers

du véhicule un confort maximum. Ces exigences seront détaillées ultérieurement.

On conna^t déjà d'après l'art antérieur de telles butées, réalisées en polyuréthanne thermodurcissable moussé. La fabrication de ces pièces commence par le mélange d'un polyol, d'un isocyanate et d'un agent de réticulation. Le mélange est ensuite coulé avec du CO2 gazeux dans un moule. La réticulation du mélange ou cuisson s'effectue dans le moule. Le temps de cuisson est d'environ 30 minutes à

80 C. La pièce est ensuite démoulée, ébavurée puis stabilisée thermiquement.

La densité des pièces obtenues par ce procédé varie entre 0,1 et 0,9, avec une dimension des cellules comprise entre 100 et 700 m et une densité

cellulaire de 103 à 106 cellules par cm3.

La structure de ces butées c'est-à-dire la répartition et la dimension des cellules à l'intérieur du matériau est loin d'êhe homogène. Ceci entraine des

variations de comportement mécanique de la butée en différents points.

En outre, les produits utilisés pour la fabrication de ce type de polyuréthanne sont extrêmement toxiques, ce qui impose d'une part au personnel utilisant ces produits de prendre de très grandes précautions lors de leur mise en _uvre et ce qui entrâîne d'autre part l'impossibilité de recycler cette butée. Ceci est un inconvénient majeur dans le domaine de l'automobile o des réglementations de plus en plus drastiques imposent aux constructeurs de recycler la plus grande partie

des pièces constituant un véhicule.

De plus, le polyuréthanne thermodurcissable est un matériau extrêmement sensible à l'eau. En effet, l'humidité ambiante est absorbée par les cellules du matériau moussé. A des températures inférieures à 0 C, la butée gèle, ce qui provoque la destruction des cellules et une usure prématurce de la butée. En

outre, elle ne joue plus son rôle de butée, car elle est devenue rigide.

Enfin, le coût élevé des matières premières utilisces ainsi qu'un temps de fabrication très long entrâînent un surcoût important pour la fabrication de

ce type de pièces.

On connâît également d'après l'art antérieur, des butées de limitation

de débattement réalisées en caoutchouc.

Ces butées présentent également de nombreux inconvénients. Ainsi, lorsque la butée est trop sollicitée, le caoutchouc peut "tourner au gras", c'està-dire

produire des petits éléments, ou poussières, appelés communément "gommages".

Ces poussières se détachent de la butée, notamrnent en cas de friction latérale contre

la tige de l'amortisseur et peuvent ensuite se coller à la tige.

Lorsque la tige rentre dans le cylindre de l'amortisseur, ces petits éléments de caoutchouc risquent de boucher les trous de fuite de cet amortisseur et d'en altérer le fonctionnement. Méme si l'endurance propre de la butée est satisfaisante, la création de ces gommages est généralement discriminatoire pour la

réalisation d'une butée en caoutchouc.

Le caoutchouc présente en outre l'inconvénient majeur que ses valeurs de rigidité augmentent en fonction du déplacement et de la vitesse de so l l ic itati on de la butée. C ' es t ains i qu'une butée en caoutcho uc produira des v al eurs

de rigidité très importantes lorsqu'elle est sollicitée de façon dynamique.

Des valeurs de rigidité plus élevées signifient d'avantages d'efforts, de vibrations et de bruits au niveau de la caisse, ce qui est une source certaine

d'inconfort pour les passagers.

Enfin, le caoutchouc présente l'inconvénient d'être un matériau incompressible, c'est-à-dire qu'il se déforme à volume constant. Il n'est donc pas possible de réaliser des butées en caoutchouc sous la forme de blocs pleins, contrairement aux butées en polyuréthanne thermodurcissable, car la compression axiale d'une telle butée se traduirait par son gonflement radial. La butée risquerait alors d'interférer avec la tige de l'amortisseur ou avec d'autres éléments entourant cette butée. De ce fait, la forme d'une butée en caoutchouc est souvent complexe, si l'on veut conserver un encombrement minimum sous des valeurs de déplacement élevées (voir par exemple le document

FR-2 786 838).

L'invention a pour but de résoudre les inconvénients précités.

A cet effet, l'invention concerne une butée de limitation du débattement de suspension d'un véhicule, destinée à étre interposée entre deux éléments rigides afin de limiter leurs mouvements de rapprochement relatif, cette

butée comprenant des moyens de fixation sur l'un de ces deux éléments.

Cette butée est remarquable en ce qu'elle comprend au moins une partie réalisée en polyuréthanne thermoplastique cellulaire, ce matériau ayant des cellules fermées d'un diamètre moyen d'environ 100 m, une densité de cellules d'environ 107/cm3, une densité comprise entre 0,4 et 0,9 et une dureté comprise entre environ 75 et 85 shore A. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention: - la butée comprend une partie en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D; - elle présente la forme générale d'un tube et l'une de ses extrémités constitue une embase de fixation sur le premier élément à isoler, cette embase étant d'un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur dudit tube; - ladite embase est réalisée en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D; - son extrémité opposée à celle comportant l'embase présente au moins deux lèvres souples inclinées vers l'extérieur et en direction du second élément à isoler; - elle présente la forme d'un cone plein dont la pointe est arrondie et dont la base est prolongée par un téton d'accrochage sur le premier élément à isoler, ce téton d'accrochage s'étendant vers l'extérieur selon l'axe longitudinal dudit cône; - ledit téton d'accrochage et une portion dudit cone située au voisinage dudit téton sont réalisés en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D; - sa paroi extérieure présente du moins un ergot et/ou une gorge annulaire; - elle comprend une bague en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D, emmanchée ou co-injectée

autour de sa paroi extérieure.

Cette butée présente de nombreux avantages qui seront détaillés ultérieurement. Elle est notamment recyclable, peu sensible à l'humidité et aux W

et compressible.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la

description suivante de deux modes de réalisation de celle-ci, cette description étant

établie en faisant référence aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une courbe de rigidité statique illustrant le déplacement de la butée en fonction de l'effort subit; - la figure 2 est une vue en coupe partielle, axiale, d'une butée destinée à être montée sur un essieu; et la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une butée de tige d'amortisseur. La butée selon l'invention doit présenter une courbe de rigidité

statique s'approchant le plus possible de la courbe théorique illustrée sur la figure 1.

Cette courbe représente le déplacement axial (ou compression axiale) d'une butée, en fonction des efforts (de la charge) auxquels elle est soumise. Cette courbe est obtenue à l'aide d'une machine de traction- compression comprenant un axe et une coupelle d'appui. La butée est emmanchée sur l'axe et vient en appui contre la

coupelle. Dans l'essai réalisé, la butée est comprimée à une vitesse de 50 mm/mn.

La courbe obtenue peut se décomposer en quatre zones successives, dénommées respectivement A, B. C, et D. La zone A, ou pied de courbe, correspond au moment o la butée entre en contact avec le corps d'amortisseur. Ce contact doit être le plus doux possible afin d'éviter toute source de bruit ou de transition violente. En conséquence, la rigidité doit étre la plus faible possible lors des premiers

millimètres de déplacement du corps d'amortisseur.

La zone B correspond à une zone dans laquelle la rigidité de la butée doit étre sensiblement constante sur quelques dizaines de millimètres. Cette zone B correspond au franchissement d'obstacles isolés, tels qu'une plaque d'égout ou un nid de poule par le véhicule équipé de ladite butée, si on a affaire à un véhicule routier. La zone D ou zone de saturation correspond à la sollicitation de la butée lors de mouvements importants de la caisse du véhicule. Elle correspond à la 1imite fixée par la géométrie de liaisons mécaniques entre le sol et le véhicule à suspendre. Enfin, la zone C ou zone de progressivité assure la transition entre les zones B et D de la courbe. Comme son nom l'indique, cette courbe doit étre progressive afin que le changement de pente ne so it pas ressenti trop brutalement

par les passagers du véhicule.

La butée selon l'invention doit également présenter un comportement particulier lors d'une sollicitation dynamique correspondant à des spécifications fournies par le concepteur du véhicule. En mode dynamique, la vitesse de so llicitation de la butée ést généralement beaucoup plus élevée que cel le précitée, utilisée pour la réalisation de la courbe de déflection en mode statique. I1 est important que les valeurs de rigidité n'augmentent pas trop en fonction de la vitesse

de sollicitation de la butée.

Une butée doit absorber de l'énergie et ne pas la restituer. Elle doit

également amortir les chocs et ne pas faire rebondir la caisse du véhicule.

Enfin la butée a également un rôle essentiel de filtrage des sollicitations à basse et à haute fréquence. En prenant la rigidité statique comme rétérence, la valeur de la rigidité dynamique ne doit pas trop augmenter en fonction

de la fréquence et de l'amplitude de l'excitation subie par la butée.

Dans le cas d'une butée destinée à être montée sur une tige d'amortisseur, elle peut se trouver en appui ou non sur le corps d'amortisseur. Dans le cas o cette butée est en appui sur ce corps, elle joue un rôle de ressort auxiliaire à raideur variable. Le r81e de filtrage est alors extrêmement important. I1 est

permanent contrairement au cas o la butée n'intervient qu'en fin de course.

Les butées selon l'invention peuvent présenter des formes variées

dont deux modes de réalisation possibles sont décrits ci-après à titre d'exemples.

La figure 3 représente une butée pour tige d'amortisseur. Cette butée à la forme générale d'un tube 1 délimité par une paroi intérieure 11 et une paroi

extérieure 12.

La paroi intérieure 11 cylindrique peut être lisse ou étagée de façon à présenter des décrochements 110. Ceux-ci ont pour rôle de faciliter le démoulage de

la butée lors de sa fabrication par injection.

La paroi extérieure 12 peut également être lisse ou au contraire

présenter au moins une gorge annulaire 120 etlou au moins une saillie ou ergot 121.

Lorsqu'ils sont présents, les ergots 121 sont généralement répartis uniformément sur la périphérie de la paroi extérieure 12 et selon plusieurs rangées successives

parallèles, réparties sur toute la hauteur de la butée.

Ces ergots 121 ou gorges 120 sont destinés à donner à la butée, une aptitude à une grande déformation et une bonne stabilité sous compression. D'une part, la butée doit présenter une courbe de raideur souple pendant un long déplacement puis elle doit saturer très rapidement. Par ailleurs, ladite butée ne doit pas flamber. L'homme du métier choisira le nombre et la disposition de ces gorges et/ou ergots en fonction de la courbe de rigidité qu'il souhaite obtenir et des

spécificités du véhicule à amortir.

Les ergots 121 peuvent être raccordés entre eux pour former un

congé torique, non représenté sur la figure.

Les gorges 120 s'étendent selon un plan sensiblement perpendiculaire

à l' axe longitudinal X-X' de ladite butée.

Celle-ci comprend en outre à l'une de ses extrémités, une embase 13 d'un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur dudit tube 1. La butée est disposée autour de la tige d'amortisseur, dans la position verticale illustrée sur la figure 3, de façon que son embase 13 soit logée à l'intérieur d'une coupelle solidaire de la caisse du véhicule. A cet effet, la face d'extrémité 130 de cette embase peut être plane ou au contraire présenter une cavité circulaire centrale 131. L'embase 13 sert donc de moyen de fixation de la butée sur un premier élément à isoler, ici la

caisse d'un véhicule.

L'extrémité opposée 14 de la butée est destinée à venir au contact de la partie supérieure du corps d'amortisseur. Elle peut être plane. Toutefois, selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 3, cette extrémité peut présenter une nervure annulaire 140 s'étendant sur la totalité de la périphérie de la paroi extérieure 12. Le bord de cette extrémité 14 présente en outre au moins deux encoches 141' (quatre sur la figure 3), permettant de définir au moins deux lèvres

souples 142, (ici quatre).

Cette nervure 140 présente en section longitudinale verticale, la forrne d'un triangle. Cette forme particulière, associée aux encoches 141, permet de former des lèvres 142 orientées simultanément vers l'extérieur et vers le deuxième élément à isoler, (vers les côtés et le bas de la figure 3). L'extrémité 14 présente donc une forme générale évasée qui garantit un contact le plus souple possible avec

le deuxième élément à isoler.

Enfin, dans le but de modifier la courbe de rigidité, il est possible d'emmancher ou de surmouler une bague 15 autour de la butée tubulaire 1, comme

cela sera décrit ultérieurement plus en détails.

La figure 2 représente une butée d'essieu qui présente la forme d'un cône plein 2 dont la pointe 20 est arrondie et dont la base 21 est prolongée par un

téton d'accrochage 22 sur un premier élément à isoler.

Ce téton d'accrochage 22 s'étend depuis ladite base 21 vers l'extérieur, le long de l'axe longitudinal Y-Y' dudit cône 2. Ce téton d'accrochage 22 comprend successivement depuis la base 21 vers l'extérieur, une portion tubulaire 220 de diamètre constant, un épaulement 221 faisant saillie par rapport à ladite portion tubulaire et une portion conique 222 de diamètre décroissant. Ce téton

d'accrochage est classique et ne sera pas décrit davantage.

La paroi extérieure 23 dudit cône 2 peut également comprendre au moins une gorge annulaire 230 et/ou au moins un ergot (non représenté sur la figure 2), mais similaire à 1'ergot 121 illustré sur la figure 3 et ayant le rôle précité pour la

butée de la figure 3.

Selon une variante de réalisation non représentée sur la figure 2, ladite butée 2 peut également comprendre une bague emmanchée ou co-injectée

autour de sa paroi extérieure 23.

Les deux butées qui viennent d'être décrites sont réalisées au moins en partie, voir en totalité, en polyuréthanne thermoplastique dit "cellulaire", c'est à dire ayant subit un procédé de moussage qui sera décrit ultérieurement, l'autre partie s'il elle existe, étant réalisée en polyuréthanne thermoplastique dit "compact", c'est

à-dire n'ayant pas subi un tel procédé de moussage.

Ainsi, dans le cas de la butée d'amortisseur illustrée sur la figure 3, le tube 1 est réalisé en polyuréthanne thermoplastique cellulaire, tandis que la bague 15 est réalisée dans le même matériau, mais compact et d'une dureté comprise entre et 60 shore D. En dessous de 50 shore D, la bague 15 est trop souple pour assurer son rôle de limitation et par ailleurs, la valeur de 60 shore D correspond à la valeur maximale de dureté atteinte par la plus grande partie des produits disponibles

actuellement sur le marché.

Cette bague 15 permet de régler la saturation de la butée 1 en compression. I1 est également possible de prévoir que l'embase 13 soit réalisée

dans le même matériau compact que celui utilisé pour la bague 15.

Pour la butée d'essieu de la figure 2, le téton d'accrochage 22, voire même une portion 24 du cône 2 située au voisinage du téton 22 sont réalisés en polyuréthanne thermoplastique compact, ce qui permet de rigidifier le point d'accrochage. La portion supérieure 25 du cône 2 est. elle, réalisée en polyuréthanne

thermoplastique cellulaire.

La portion 24 correspond sensiblement au sixième de la hauteur totale du cone 2. Cette portion 24 et le téton d'accrochage 22 présentent alors une dureté comprise entre 50 et 60 shore D. Les parties cellulaires des deux butées qui viennent d'être décrites sont réalisées à l'aide d'un dispositif de moulage par injection, tel que décrit dans le

document WO 98/31521 au nom de la société américaine TREXEL INC.

Le moussage peut être effectué par exemple par le procédé décrit

dans les documents US 4 473 665 et US 5 160 674 au nom du M.I.T.

(Massachusetts Institute of Technology) et connu sous la dénomination "MuCell".

Le procédé de fabrication repose sur l'injection d'un gaz à l'état de fluide supercritique, dans le polymère fondu, à travers le fourreau d'une presse' afin

de former une solution monophasique qui est indectée dans un moule.

Un fluide est dit "supercritique" lorsque sa pression et sa température sont supérieures à sa pression et à sa température critiques. Il est monophasique et possède des propriétés différentes de celles spécifiques des liquides ou des gaz. Il a un pouvoir de dissolution élevé vis-à-vis de nombreux composés, à la différence des

gaz modérément comprimés.

Dans un tel état, le fluide a les caractéristiques de solubilité d'un liquide mais sa tension de surface est inférieure à celle d'un liquide, de sorte qu'il

peut diffuser plus facilement à l'intérieur d'un matériau comme le fait un gaz.

Lc gaz à l'état supercritique occupe les sites interstitiels entre les molécules et de ce fait, la distance entre les molécules des polymères augmente et les molécules peuvent se déplacer relativement facilement entre elles. La température de transition visqueuse et la viscosité du polymère diminuent lorsque la concentration des gaz augmente. Une fois que le gaz diffuse hors du polymère,

celui-ci retrouve ses propriétés initiales.

Le gaz supercritique injecté est avantageusement du dioxyde de carbone (CO:). Ce gaz présente une température critique de 31,1 C, une pression critique de 72,2 bars (72,2.105 Pa) et un coefficient de diffusion élevé. Il peut donc étre amené facilement à l'état supercritique. D'autres gaz peuvent 8tre utilisés comme l'azote (N2) OU l'argon, mais leur solubilité est faible. En outre, l'argon est

un gaz cher.

L'unité permettant d'amener le gaz à un état supercritique est constituée d'une pompe qui permet d'obtenir des pressions de 450 à 600 bars (450 à 600.105 Pa) et d'un accumulateur qui permet de stocker du gaz, car la pompe fonctionne par à coups. Cette pompe fonctionne avec de l'air comprimé de 6.2 bars à 10 bars (6,2 à lO.lOs Pa). Dans l'unité de gaz supercritique, une valve permet de

réguler la pression.

Le procédé de moussage précité, connu sous la dénomination

"MuCell", se déroule de la façon suivante.

De petites bulles d'un gaz inerte sont injectées dans le polymère (TPU). Pour cela, le gaz passe par de très petits orifices au niveau des injecteurs qui sont placés dans une position choisie sur le fourreau de l'extrudeuse, afin de former une solution monophasique. Les bulles sont déformées et cassées par cisaillement afin d'accélérer la diffusion du gaz dans le polymère. En effet, lorsqu'on déforme ces bulles, on augmente leur énergie de surface et on améliore ainsi la diffusion du gaz. La presse à injection possède un clapet hydraulique afin de maintenir une forte pression dans le fourreau. Lors de l'injection, le clapet s'ouvre et la matière est injectée dans le moule. Il y a alors une chute brutale de pression car la matière arrive dans une cavité à la pression atmosphérique. Cette chute de pression entraîne une diminution rapide de la solubilité du gaz et crée un nombre important de sites de nucléation (ou germination), distribués uniformément à travers le polyuréthanne thermoplastique. Le volume de polymère injecté est plus faible que celui de la cavité afin de permettre l'expansion des bulles. Le gaz diffuse dans les sites de nucléation

et la taille des bulles augmente uniformément.

Le nombre de cellules de nucléation et donc de bulles dépend à la fois de la perte de pression et de la durée de cette perte de pression. Ces deux critères dépendent essentiellement de la conception du moule. Le cheminement entre la buse et la pièce dans le moule doit étre le plus court possible et sans variation de section. Il faut en effet éviter que la nucléation se produise durant le

cheminement de la matière entre la buse et le moule.

La densité du matériau moussé obtenu dépend de la quantité de gaz injecté dans le polymère fondu. De préférence, la quantité de gaz supercritique par rapport au débit de polymère est de l'ordre de 10 %. Toutefois, la quantité soluble maximal e de gaz supercritique dép end des co nditions de pre s s ion et de température

du polymère dans le fourreau de l'extrudeuse.

Enfin, il est également important de réguler la température au cours du procédé, afin de contrôler les déformations de la matrice plastique durant la croissance des cellules. En effet, plus la température du polymère est élevée et plus la nucléation et la diffusion du gaz sont rapides. Pour contrôler la croissance des cellules, on maintient une température proche de la température de fusion du polymère, puis on diminue rapidement la température pour conserver la structure micro- cellulaire du produit moussé obtenu. Cette baisse de température a pour effet d'augmenter la résistance de la matrice viscoélastique, de diminuer le volume

spécifique de la phase gazeuse et d'augmenter la tension de surface.

Le matériau obtenu présente une structure cellulaire homogène à cellules fermées dont le diamètre moyen est voisin de 100 micromètres. La densité

du matériau est comprise entre 0,4 et 0,9.

En dessous de 0,4, le matériau est trop moussé et il n'y a pas assez de matière pour maintenir les bulles dans la matrice. Le matériau présente des bulles d'un diamètre moyen supérieur au millimètre. Il s'ensuit de nombreux déchirements

et ruptures lors des essais d'endurance effectués sur la butée.

Au-dessus de 0,9, le matériau est trop peu moussé. La butée obtenue sature très rapidement en compression et ne présente pas la courbe théorique de la

figure 1.

Un matériau ayant la structure physico-chimique précitée mais fabriqué par un autre procédé pourrait également étre utilisé pour la réalisation des butées.

La butée est fabriquée par mono-injection ou par co-injection.

Dans le premier cas, seule la butée 1 ou 2 est réalisée en matériau cellulaire. La bague 15 est fabriquée indépendamment et emmanchée ultérieurement

sur la butée.

Dans le deuxième cas, la bague 15 est injectée au cours d'une première phase, puis le tube 1 ou le cône 2 en polyuréthanne thermoplastique

cellulaire est surmoulé à l'intérieur de l'anneau 15 au cours d'une seconde phase.

Les matériaux utilisés pour la buté et la bague 15 étant identiques, l'adhérence est parfaite entre la partie compacte et la partie cellulaire.

ESSAIS COMPARATIFS:

Des essais comparatifs d'endurance ont été effectués sur quatre matériaux différents, moussés selon le procédé de moussage "MuCell" précité. Ces matériaux sont les suivants: - "ENGAGE" (marque déposée), disponible auprès de la société DUPONT DOW ELASTOMERS: il s'agit d'un copolymère d'éthylène, ayant une

densité après moussage de 0,5. La dimension des cellules est d'environ 50 à 60 1lm.

- PP/SEBS (polyPropylène/styrène butadiène styrène hydrogéné): la densité de la pièce moussée est de 0,74 et la dimension des cellules est d'environ 200,um. - "PEBAX" (marque déposée), disponible auprès de la société ELF ATOCHEM: il s'agit de copolymères polyéther blocs amide. La densité de la pièce

moussée est de 0,45.

- polyuréthanne thermoplastique (TPU).

Les essais d'endurance ont été réalisés par le lâché d'une masse de 16,7 Kg sur une butée réalisée dans l'un des quatre matériaux précités. Ce cycle a été répété 40 000 fois. Les résultats obtenus sont illustrés dans le tableau suivant:

TABLEAU 1

Matériaux Aspect de la pièce après essai Test conforme "ENGAGE" Destruction de la pièce Non PP/SEBS Destruction de la pièce Non "PEBAX" Destruction de la pièce Non TPU Pièce intacte Oui Ces tests ont montré que le "PEBAX" (marque déposce) présente une dureté trop élevée, même à la densité de 0,45. La courbe de compression sature

rapidement dès que l'on atteint une compression de 50 mm.

En conséquence, le seul matériau intéressant était le polyuréthanne thermoplastique précité. Ce matériau présente une dureté variant de 75 shore A à shore A. En dessous de 75 shore A, la butée est trop souple. Lors des essais d'endurance elle subit des dommages irréversibles. Audessus de 85 shore A, la

butée est beaucoup trop raide. Sa courbe de compression sature rapidement.

Le polyuréthanne possède des fonctions polyester ou polyéther.

Les butées de débattement qui viennent d'étre décrites présentent de nombreux avantages, notamment par rapport aux butées en polyuréthanne

thermodurcissable moussé de l'art antérieur.

En effet, lors de l'injection du matériau dans le moule, une peau d'une épaisseur de plusieurs microns (m) se forme en surface. Cette peauconstitue une barrière contre les entrées d'eau dans les cellules. En conséquence les butées

obtenues sont peu sensibles à l'humidité et au gel.

Par ailleurs ces butées ne sont pas sensibles aux W. En conséquence

leurs couleurs restent stables.

De plus, les butées obtenues sont produites sans utiliser

d'isocyanates, donc sans risques pour l'environnement.

Enfin, les produits de base utilisés dans le procédé sont courants, les

temps de fabrication sont plus courts et le coût total de fabrication est moindre.

Les butées de l'invention présentent également des avantages par rapport aux butées en caoutchouc, principalement d'ordre mécanique. Les butées de l'invention sont compressibles. Ceci permet une grande liberté de conception de leur

forme géométrique. I1 est possible d'obtenir une grande courbe de déflexion.

La butée cellulaire présente un meilleur comportement dynamique.

Elle est moins rigide en fonction de la vitesse de so l li citation, ab sorbe plus d'énergie

et en restitue moins qu'une butée en caoutchouc.

De plus, la butée de l'invention ne risque pas de se dégrader sous

forme de poussières susceptible d'altérer le fonctionnement de l'amortisseur.

Les valeurs peu élevées de pression nécessaires à la mise en _uvre de la butée permettent de réaliser des moules prototype en aluminium, possédant des empreintes interchangeable. Ceci permet de changer rapidement de formes et aboutit à une mise au point rapide des butées sur le véhicule. Cet aspect est important car la butée est généralement la pièce mise au point en dernier dans le développement d'un véhicule. A ce titre, les délais de réalisation de pièces

prototypes sont extrémement courts.

La masse volumique d'une butée en thermoplastique cellulaire est beaucoup plus faible qu'une butée en caoutchouc; En outre, la réalisation d'une butée en polyuréthanne thermoplastique permet d'obtenir toutes les couleurs de butées souhaitées. I1 suffit d'ajouter une poudre de mélangematre connue sous la terminologie anglaise de "masterbach" dans le polymère fondu, avant de procéder à l'injection du fluide supercritique. Ceci permet d'obtenir un meilleur effet esthétique ou de différencier des butées

présentant des caractéristiques physiques différentes.

Enfin, par rapport aux deux types de butée de l'art antérieur, les butées selon l'invention peuvent être recyclées par broyage, puis réutilisation de la

matière première pour la fabrication de nouvelles pièces.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Butée de limitation du débattement de suspension d'un véhicule, destinée à être interposée entre deux éléments rigides afin de limiter leurs mouvements de rapprochement relatif, cette butée comprenant des moyens de fixation (13, 22) sur l'un de ces deux éléments, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une partie (1, 25) réalisée en polyuréthanne thermoplastique cellulaire, ce matériau ayant des cellules fermées d'un diamètre moyen d'environ 100 m, une densité de cellules d'environ 107/cm3, une densité comprise entre 0,4 et 0,9 et une dureté comprise entre environ 75 et 85 shore A.

2. Butée de limitation de débattement selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend une partie (13, 1S, 22, 24) en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre SO et 60 shore D.

3. Butée de limitation de débattement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente la forme générale d'un tube (1) et en ce que l'une de ses extrémités constitue une embase de fixation (13) sur le premier élément à 1S isoler, cette embase (13) étant d'un diamètre extérieur supérieur au diamètre

extérieur dudit tube (1).

4. Butée de limitation de débattement, selon les revendications 2 et

3, caractérisée en ce que ladite embase (13) est réalisée en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre SO et 60 shore D.

5. Butée de limitation de débattement, selon la revendication 3, caractérisée en ce que son extrémité opposée (14) à celle comportant l'embase (13) présente au moins deux lèvres souples (142) inclinées vers l'extérieur et en direction

du second élément à isoler.

6. Butée de limitation de débattement, selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente la forme d'un cône plein (2) dont la pointe (20) est arrondie et dont la base (21) est prolongée par un téton d'accrochage (22) sur le premier élément à isoler, ce téton d'accrochage (22) s'étendant vers l'extérieur selon

l'axe longitudinal (Y-Y') dudit cône (2).

7. Butée de limitation de débattement, selon la revendication 6, caractérisce en ce que ledit téton d'accrochage (22) et une portion (24) dudit cône (2) située au voisinage dudit téton (22) sont réalisés en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D.

8. Butée de limitation de débattement, scion la revendication 3 ou 6, caractérisée en ce que sa paroi extérieure (12, 23) présente du moins un ergot (121)

et/ou une gorge annulaire (120, 230).

9. Butée de limitation de débattement, selon la revendication 3 ou 6, caractérisce en ce qu'elle comprend une bague (15) en polyuréthanne thermoplastique compact, d'une dureté comprise entre 50 et 60 shore D, emmanchée