FR3073592A1 - Coupelle pour jambe de force d'un dispositif d'amortissement - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une coupelle (2) de ressort destinée à être installée sur une jambe de force d'un dispositif d'amortisseur, ladite coupelle (2) comprenant un corps principal (20). Selon l'invention, la coupelle (2) comprend une structure anti-choc (3) composée d'une barrière (31) disposée autour et à distance d'un bord périphérique (21) du corps principal (20), et des éléments de renfort (32) reliant ladite barrière (31) au corps principal (20), espacés les uns des autres et répartis circonférentiellement sur le bord périphérique (21) du corps principal (20).

Description

Coupelle pour jambe de force d'un dispositif d'amortissement
L'invention se rapporte à un dispositif d'amortissement pouvant être installé dans un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne une coupelle posée sur une jambe de force du dispositif d'amortissement. Cette coupelle sert d'appui à un ressort entourant la jambe de force. Elle est autrement appelée coupelle de ressort.
Récemment, l'industrie automobile se tourne de plus en plus vers des véhicules légers qui permettent de diminuer la consommation du carburant et le coût de fabrication du véhicule. Dans cette optique de développement, les constructeurs automobiles cherchent à réduire le poids des éléments constitutifs du véhicule parmi lesquels il y a les coupelles de ressort.
En effet, de manière classique, les coupelles de ressort sont réalisées en métal. Le fait de remplacer les coupelles en métal par des coupelles réalisées à partir d'un matériau plastique permet de diminuer le poids du dispositif d'amortissement, ce qui contribue à l'allégement du véhicule. De plus, les coupelles en plastique coûtent moins cher en termes de coût de fabrication par rapport à celles en métal.
Cependant, le passage du métal au plastique génère de nouveaux modes de défaillances de la coupelle et en particulier la sensibilité aux chocs. La figure 1 montre une coupelle 200 selon l'art antérieur montée sur un dispositif d'amortissement 100. Le dispositif d'amortissement 100 subit une chute accidentelle générant un choc qui peut survenir pendant les opérations de manutention. Comme illustré sur la figure 1, la coupelle 200 est en contact en premier avec le sol. Etant donné que la coupelle 200 est réalisée en plastique, celle-ci se détériore, voire se casse.
En effet, il est connu qu'une pièce en plastique a tendance à dissiper moins bien l'énergie cinétique d'un choc qu'une pièce en métal. Par ailleurs, la tenue mécanique de la pièce en plastique peut diminuer après l'impact.
Ainsi, après la chute, la coupelle 200 risque de se détacher de la jambe de force. Le ressort de suspension n'est donc plus retenu. Ce ressort risque de bondir et il peut blesser des opérateurs qui se trouvent à proximité.
Une des solutions existantes pour augmenter la résistance au choc tout en respectant le critère d'allégement est de réaliser les coupelles plastiques fortement dimensionnées. Cependant, ces coupelles ne correspondent pas à certains modèles du dispositif d'amortissement, par exemple celui d'un train avant du véhicule, qui requiert au contraire des coupelles de ressort compactes.
Ainsi, un objectif de l'invention est de proposer une coupelle de ressort en plastique résistante au choc. Un autre objectif de l'invention est de proposer une coupelle de ressort en plastique peu encombrante.
A cet effet, l'invention concerne une coupelle de ressort destinée à être installée sur une jambe de force d'un dispositif d'amortisseur, ladite coupelle comprenant un corps principal.
Selon l'invention, la coupelle comprend une structure anti-choc composée d'une barrière disposée autour et à distance d'un bord périphérique du corps principal, et des éléments de renfort reliant ladite barrière au corps principal, espacés les uns des autres et répartis circonférentiellement sur le bord périphérique du corps principal.
-Ainsi, lors de la chute du dispositif d'amortissement avec la coupelle touchant le sol en premier,
1'impact a lieu tout d'abord avec la structure anti-choc de la coupelle qui entourant le corps principal de la coupelle. L'énergie du choc est ainsi dissipée au moins partiellement par la barrière et les éléments de renfort. En conséquence, l'énergie du choc atteinte le corps principal de la coupelle est fortement diminuée, voire nulle. Ainsi, grâce à la structure anti-choc, la coupelle présente une meilleure résistance au choc. En outre, après l'impact, la structure anti-choc est marquée par une déformation visible, ce qui permet d'identifier les pièces ayant subi un impact et qu'il faut remplacer.
Par ailleurs, la structure anti-choc a la forme d'un anneau relié au corps principal par l'intermédiaire des éléments de renforts. Une telle structure peut être installée autour d'une coupelle sans augmenter fortement les dimensions de celle-ci. De cette manière, on peut avoir une coupelle plastique résistante et qui peut convenir à un dispositif d'amortissement requérant une coupelle à faible dimensions.
Selon une caractéristique de l'invention, les éléments de renfort sont inclinés par rapport à un rayon reliant un centre du corps principal au bord périphérique dudit corps. Les éléments de renfort ainsi inclinés permettent de mieux dissiper l'énergie du choc. L'inclinaison et les dimensions des éléments de renfort déterminent l'efficacité de dissipation de l'énergie du choc de la coupelle.
Selon le paragraphe précédent, les éléments de renfort sont tous inclinés suivant le même sens.
Alternativement, les éléments de renfort sont inclinés différemment les uns des autres. A titre d'exemple, les éléments de renfort inclinés d'un premier angle et les éléments de renfort inclinés d'un deuxième angle, opposé au premier angle, sont disposés de manière alternés autour du bord périphérique du corps principal.
Selon une caractéristique de l'invention, la valeur absolue de l'angle mesuré entre chaque élément de renfort et le rayon (R) est comprise entre 0° et 80°. A titre d'exemple, cette valeur est de 45°.
Selon une autre caractéristique de l'invention, un corps élastomère est posé entre deux éléments de renfort adjacents. Par exemple, le corps élastomère peut être réalisé en caoutchouc. Les corps élastomère sont connus pour leur propriété d'amortissement des chocs ou leur capacité d'absorption d'énergie du choc. De cette manière, le corps élastomère avec la barrière et les éléments de renfort réduisent ensemble, de manière considérable, voire annulent, l'énergie du choc pouvant atteindre le corps principal de la coupelle. A noter que l'apport d'un corps élastomère est facultatif.
Selon une caractéristique de l'invention, la structure anti-choc est venue de matière avec le corps principal. Ainsi, la fabrication de la coupelle selon l'invention est simple et rapide à réaliser.
Alternativement, la structure anti-choc est réalisée en un matériau différent de celui du corps principal. Ainsi, on peut choisir un matériau différent, moins sensible au choc que celui du corps principal. Dans certains exemples, étant donné de la forme requérant peu de matière de la structure anti-choc, celle-ci peut être réalisée en métal.
L'invention concerne également un dispositif d'amortissement pour véhicule automobile comprenant une coupelle selon l'invention réalisée selon l'une des caractéristiques présentées précédemment. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un tel dispositif d'amortissement.
D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, de manière schématique, une vue de coupe d'un dispositif d'amortissement comportant une coupelle de ressort de l'art antérieur ;
- la figure 2 représente, de manière schématique, une vue de coupe d'un dispositif d'amortissement comportant une coupelle de ressort réalisée selon un exemple de réalisation de l'invention;
- la figure 3 représente une vue en perspective d'une coupelle selon un exemple de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 représente une vue de dessus de la coupelle de la figure 3 ;
- la figure 5 représente une vue de détail selon un plan V représenté sur la figure 4 ;
Les figures 6 et 7 représentent une partie de la coupelle respectivement avant et après un impact.
La figure 2 illustre une partie supérieure d'un dispositif d'amortissement 1 assemblé, prêt à être installé dans un véhicule automobile.
Le dispositif d'amortissement 1 comprend une jambe de force entouré d'un ressort de suspension
12. Une coupelle supérieure, ou coupelle de ressort 2, est placée sur le ressort de suspension 12.
La coupelle de ressort 2 sert de point d'appui supérieur pour le ressort de suspension 12.
La coupelle de ressort 2 comprend en outre un corps principal 20 entouré d'une structure anti-choc 3.
Pour faciliter la lecture de description, la coupelle de ressort 2 et le ressort de suspension 12 seront appelés par la suite en raccourci la coupelle 2 et le ressort 12.
En référence à la figure 3, le corps principal 20 de la coupelle 2 présente une forme de disque plein comportant une ouverture 22 au milieu laissant passer un piston 13 de la jambe de force. Le corps principal 20 est la partie travaillant mécaniquement de la coupelle 2 car il est l'interface entre le dispositif d'amortissement 1 et un plancher du véhicule. Il est également la plateforme d'appui pour le ressort 12. Il est donc important de préserver l'intégrité du corps principal 20 afin d'assurer le bon fonctionnement du dispositif d'amortissement 1.
Cette tâche est assurée par la structure anti-choc 3 qui est constituée d'une barrière 31 disposée autour et à distance d'un bord périphérique 21 du corps principal 20. Dans l'exemple illustré, la barrière 31 présente sous forme d'anneau qui enveloppe le corps principal 20.
Il y a, entre la barrière 31 et le corps principal 20, des éléments de renforts 32 qui sont espacés les uns des autres et répartis circonférentiellement sur le bord périphérique 21. Dans l'exemple illustré, les éléments de renfort 32 sont des barres 320 s'étendant radialement à partir du bord périphérique 21 vers la barrière 32 et reliant ainsi ces deux éléments.
Sur la figure 4 et la figure 5, il est aperçu que les éléments de renfort 32 sont inclinés par rapport à un rayon R reliant un centre O du corps principal 20 au bord périphérique 21. Dans l'exemple illustré, selon l'inclinaison des éléments de renfort 32, ceux-ci sont divisés en deux groupes. Le premier groupe réunit des éléments de renfort 321 inclinés vers la gauche tandis que le deuxième groupe comprend des éléments de renfort inclinés vers la droite. Dans cette description, on entend par « gauche » la gauche des figures 4 et 5 telles qu'elles sont représentés et « droite » la droite des mêmes figures.
Chaque élément de renfort 321 du premier groupe est incliné d'un premier angle a par rapport au rayon R. Chaque élément de renfort 322 du deuxième groupe est incliné d'un deuxième angle β par rapport au rayon R. En définissant le sens positif selon le sens des aiguilles d'une montre M, le premier angle a porte un signe négatif et le deuxième angle β un signe positif.
Dans l'exemple illustré, les premier et deuxième angles a et β ont la même valeur, ici de 45°, mais de signes opposés.
En d'autres termes, les éléments de renfort sont inclinés selon des angles opposés.
De plus, les éléments de renfort du premier groupe et du deuxième groupe 321 et 322 sont disposés de manière alternés autour du bord périphérique 21: un élément de renfort du premier groupe 321 est placé entre deux éléments de renfort du deuxième groupe 322. Ce motif est répété sur la circonférence du corps principal.
Les figures 6 et 7 montrent respectivement la structure
anti-choc 3 avant et après un impact avec un objet 6 qui
vient heurter la coupelle 2. Cet exemple illustre le
comportement de la structure anti-choc 3 et son effet sur le
corps principal 20 en cas de choc.
L'objet 6 arrive au contact avec la coupelle 2 suivant une direction Fi, parallèle au rayon R. L'objet 6 touche en premier la barrière 31 qui est enfoncée localement à l'endroit de collision avec l'objet 6. Suite à l'enfoncement local de la barrière 31, les éléments de renfort 32 soutenant la barrière 31, en particulier à l'endroit de collision, se déforment en s'écrasant. La force mécanique Fi est donc transformée partiellement ou totalement en déformation de la barrière 31 et des éléments de renfort 32. Ainsi, après avoir traversé la structure anti-choc 3, la force d'impact Fi est diminuée fortement voire supprimée complètement. En d'autres termes, l'énergie du choc est dissipée partiellement ou complètement par la structure anti-choc 3. Le corps principal 20 est ainsi protégé de la collision avec l'objet 6.
Dans certains cas de collision ou de chute du dispositif d'amortissement où la force d'impact est élevée, il se peut que la structure anti-choc 3, en particulier la barrière 31, se détériore. Ceci permet d'identifier un dispositif d'amortissement ayant déjà subi un choc et qui doit être remplacé pour éviter tout risque de rupture différé. Ainsi, la structure anti-choc a pour fonction non seulement de protection mais aussi d'information pour signaler les pièces à risque, et donc augmenter la sécurité d'utilisation du dispositif d'amortissement.
Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Coupelle (2) de ressort destinée à être installée sur une jambe de force (11) d'un dispositif d'amortisseur (1), ladite coupelle (2) comprenant un corps principal (20) et étant caractérisée en ce qu'elle comprend une structure antichoc (3) composée d'une barrière (31) disposée autour et à distance d'un bord périphérique (21) du corps principal (20), et des éléments de renfort (32, 321, 322) reliant ladite barrière (31) au corps principal (20), espacés les uns des autres et répartis circonférentiellement sur le bord périphérique (21) du corps principal (20).
  2. 2. Coupelle (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de renfort (32, 321, 322) sont inclinés par rapport à un rayon (R) reliant un centre (O) du corps principal (20) au bord périphérique (21) dudit corps (20) .
  3. 3. Coupelle (2) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments de renfort sont tous inclinés suivant le même sens.
  4. 4. Coupelle (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de renfort (32, 321, 322) sont inclinées selon des angles (α, β) opposés.
  5. 5. Coupelle (2) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les éléments de renfort (321) inclinés d'un premier angle (a) et les éléments de renfort (322) inclinés d'un deuxième angle (β), opposé au premier angle (a), sont disposés de manière alternés autour du bord périphérique (21) du corps principal (20).
  6. 6. Coupelle (2) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la valeur absolue de l'angle (α, β) mesuré entre chaque élément de renfort et le rayon (R) est comprise entre 0° et 80°.
  7. 7. Coupelle (2) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un corps élastomère est posé entre deux éléments de renfort (32, 321, 322) adjacents.
  8. 8. Coupelle (2) selon l'une des revendications 1 à 7, 5 caractérisée en ce que la structure anti-choc (3) est venue de matière avec le corps principal (20).
  9. 9. Coupelle (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la structure anti-choc (3) est réalisée en un matériau différent de celui du corps principal
  10. 10 (20) .
    10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'amortissement (1) comprenant une coupelle (2) selon l'une des revendications précédentes.
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