FR3075105A1 - Coupelle d'amortisseur a zone d'encastrement partiellement decouplee - Google Patents
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Abstract
Une coupelle (1) en tôle emboutie formant appui creux pour jambe de force (100) d'amortisseur comprend :
-Une tétine (4),
- une ligne de pliage (6) de la coupelle, formant frontière entre un fond d'appui (2) de la coupelle et des bords (3) de la coupelle,
-Une face supérieure (7)
-au moins un bord (3), le ou les bords (3) de coupelle formant une portion sensiblement cylindrique ou conique autour d'un axe vertical (Z),,
- au moins une portion d'encastrement (8, 9),
La face supérieure (7) de coupelle comprend en particulier:
*une portion de jupe (11),
* une portion de liaison (16) sensiblement horizontale, reliant la portion de jupe (11) et la portion d'encastrement (8, 9).
La face supérieure (7) de la coupelle est traversée d'une ligne d'inflexion (20), de manière à découpler au moins partiellement en déformation la portion de jupe et la tétine, d'avec ladite au moins une portion d'encastrement (8,9).
Description
Coupelle d'amortisseur à zone d'encastrement partiellement découplée
L’invention concerne les dispositifs de fixation de tige d’amortisseur de suspension de roue de véhicule automobile. Une tige ou une jambe de force d’amortisseur de suspension de roue de véhicule automobile comporte, classiquement, disposés selon une direction verticale, un ou plusieurs éléments à retour élastique de type ressort, et un ou plusieurs éléments dissipateurs d’énergie de type amortisseur. La jambe de force permet de transférer vers les roues, une partie du poids porté par la structure de caisse du véhicule automobile.
A cet effet, une partie supérieure de la jambe de force s’appuie sur une portion en creux de la structure de caisse, portion généralement désignée par le terme coupelle d’amortisseur. Typiquement, une coupelle d’amortisseur présente une géométrie sensiblement circulaire, avec un fond de coupelle orienté vers le haut, le fond de coupelle étant percé d’un orifice central, dans lequel orifice est fixée l’extrémité de la jambe de force de l’amortisseur.
La coupelle permet de transférer, vers des bords périphériques de la coupelle euxmêmes assemblés à différents renforts faisant partie de la structure de caisse, les efforts transmis par l’extrémité supérieure de la jambe de force.
La coupelle peut être encastrée sur un bord latéral de la structure de caisse du véhicule. La coupelle peut être encastrée, en outre, vers l’avant ou vers l’arrière du véhicule, le long de renforts horizontaux longitudinaux et/ou de renforts horizontaux transversaux au véhicule.
Les bords descendant à partir du fond de la coupelle, peuvent être assemblés une réhausse de coupelle venant compléter la coupelle en une structure tridimensionnelle, afin d’améliorer la résistance de la structure autour du point d’appui central de la jambe de force.
Parmi les critères intervenant dans les cahiers des charges de conception des coupelles d'amortisseur, on trouve des critères de raideur statique, de résistance statique, et on trouve également des critères liés au comportement dynamique ainsi qu'à la résistance à des déformations périodiques telles que les déformations parfois désigné par le terme de ‘pompage’, et qu’impose le mouvement alternatif de montée et de descente de la caisse par rapport au sol.
On peut ainsi être contraint de rechercher un compromis entre une coupelle rigide car épaisse, et une coupelle plus légère et plus souple, dont les déformations périodiques risquent alors de se propager jusqu’au point d’assemblage de la coupelle sur le reste de la structure de caisse. Les sollicitations cycliques des points de liaison risquent alors de fragiliser ces points de liaison.
L’invention a pour but de proposer une coupelle d’amortisseur présentant une bonne tenue en endurance, et de masse réduite.
A cette fin il est proposé une coupelle en tôle emboutie formant appui creux pour jambe de force d'amortisseur de véhicule automobile. La coupelle comprend, en position assemblée dans le véhicule, un fond d'appui, de préférence sensiblement horizontal. La coupelle peut comprendre un ou plusieurs des bords, de préférence sensiblement verticaux, descendant du fond d'appui.
La coupelle comprend avantageusement les portions suivantes :
-Une tétine formant un relief vers le haut et un creux vers le bas-de préférence un creux sensiblement central - dans le fond d'appui de la coupelle, ce creux étant conçu pour venir coiffer une extrémité supérieure d'une jambe de force d'amortisseur -de manière préférentielle, la tétine forme une zone d'appui, symétrique, sensiblement à symétrie de révolution, autour d'un axe sensiblement vertical ; Avantageusement, la tétine peut être percée d'un orifice permettant d'y assembler de préférence par des moyens amovibles, le haut de la jambe de force-;
- une ligne de pliage de la coupelle, formant frontière entre le fond d'appui et le ou les bords de la coupelle, - la ligne de pliage étant courbe et entourant de préférence la tétine, à distance de la tétine-Une face supérieure de coupelle -sur l'extérieur du fond d'appui-, la face supérieure de coupelle s'étendant autour, et à partir, de la tétine, jusqu'à la ligne de pliage de la coupelle,
-au moins un bord de coupelle, le ou les bords de coupelle formant une portion sensiblement cylindrique ou conique autour d'un axe vertical, -avantageusement, le ou les bords de coupelle dessinent vers le bas, à partir de la face supérieure de coupelle, des portions de surfaces d'assemblage sensiblement verticales de la coupelle-,
- au moins une portion d'encastrement, s'étendant le long d'au moins une portion de la face supérieure de coupelle et/ou le long d'au moins une portion du bord de coupelle, la portion d'encastrement étant prévue pour, en configuration assemblée dans un véhicule, être solidarisée par une liaison de type encastrement, avec au moins un renfort d'une structure de caisse du véhicule.
Avantageusement, la portion d'encastrement termine la face supérieure de la coupelle, sensiblement suivant une première direction du véhicule, par exemple le long d'une direction longitudinale du véhicule.
La portion d'encastrement peut avantageusement comprendre une ou plusieurs portions planes faisant partie intégrante de la face supérieure de la coupelle. Lesdites portions planes peuvent être configurées pour être assemblées en appui plan sur plan, sur des plans correspondants d'une structure de caisse du véhicule.
Le bord de coupelle peut être conçu pour être assemblé sur une réhausse de coupelle, la réhausse de coupelle entourant au moins partiellement la jambe de force, dans le prolongement vers le bas du bord de coupelle.
La face supérieure de coupelle comprend en particulier :
*une portion de jupe, s'évasant vers le bas tout autour de la tétine suivant un profil sensiblement conique, -avantageusement, le profil conique est un profil conique à facettes, les facettes étant reliées par des ruptures de pente du cône , les lignes de rupture de pente formant des nervures sensiblement rectilignes de rigidifïcation, les nervures convergeant vers la tétine* et une portion de liaison sensiblement horizontale, reliant la jupe et la portion d'encastrement.
De manière avantageuse, la face supérieure de la coupelle est traversée d'une ligne d'inflexion, la ligne d'inflexion formant gouttière par rupture de pente entre la surface de la jupe et la surface de la portion de liaison. La ligne d'inflexion sépare la jupe d'avec la portion de liaison, de manière à découpler au moins partiellement en déformation la jupe et la tétine, d'avec la ou les portions d'encastrement.
Le découplage ainsi obtenu est particulièrement effectif pour les déformations de la jupe en mode pompage, ces déformations tendant à écraser le profil de la jupe, voire, pouvant tendre, dans les cas extrêmes à inverser le sens du cône formé par la jupe.
La jupe peut comprendre des reliefs radiaux, reliefs s'étendant radialement à partir de la tétine. Les reliefs radiaux peuvent être conçus de manière à rigidifier la jupe en déformation. Avantageusement, les reliefs radiaux peuvent être en outre conçus de manière à rigidifier la jupe radialement.
De préférence, les reliefs radiaux sont conçus de manière à rigidifier la jupe vis-àvis des sollicitations en traction-compression exercées sur la jupe suivant l'axe vertical, entre la tétine et le bord inférieur de coupelle. Les reliefs radiaux peuvent être formés de manière à apparaître soit en relief, soit en creux vers l'extérieur de la coupelle, par rapport aux surfaces voisines définies par la jupe.
Les reliefs radiaux peuvent être formés par des ruptures de pente, les ruptures de pente permettant de définir des lignes frontières entre des portions sensiblement planes de la face supérieure. Ces portions sensiblement planes dessinent alors des facettes inclinées autour de la tétine
Selon un mode de réalisation, les facettes de la face supérieure de la coupelle dessinent une zone facettée formant une surface convexe dont la convexité est tournée vers le haut de la coupelle. La zone facettée peut comprendre entre trois et six facettes, de préférence quatre facettes ou 5 facettes
Sur la face supérieure de la coupelle, au moins une des lignes frontière entre facettes -ou le prolongement d'au moins une ligne frontière- croise la gouttière en descendant vers la gouttière.
De préférence, au moins une des lignes frontière entre facettes -ou le prolongement de ladite au moins une ligne frontière- descend sur un côté de la jupe qui se trouve opposé à la gouttière par rapport à la tétine.
Avantageusement, l'amplitude angulaire des facettes autour la tétine, vues suivant un axe vertical, diffèrent en valeur relative, d'au maximum de 30% par rapport à l'amplitude de la facette occupant l'angle le plus faible.
Selon un mode de réalisation, les reliefs radiaux peuvent converger vers une portion de cheminée sensiblement torique, sans reliefs radiaux. La portion de cheminée torique peut être une portion de la tétine.
Le système d'amortisseur peut comprendre une coupelle telle que décrite précédemment, assemblée à une réhausse de coupelle s'étendant autour de la jupe.
L'invention concerne également un véhicule comprenant un système d'amortisseur avec au moins une coupelle d'amortisseur telle que décrite précédemment.
Le véhicule peut comprendre un amortisseur équipé d'une coupelle telle que décrite précédemment. La coupelle peut être assemblée au niveau de son bord inférieur, à une réhausse de coupelle entourant au moins partiellement un ressort de l'amortisseur.
La coupelle peut être assemblée au niveau de son bord à une portion de réhausse de coupelle entourant au moins partiellement un ressort de l'amortisseur et située en vue verticale d'un premier côté par rapport à la ligne d'inflexion. La portion d'encastrement de la coupelle peut être située, vue en vue verticale, d'un deuxième côté opposé au premier côté par rapport à la ligne d'inflexion, et être assemblée à au moins un renfort horizontal de la structure de caisse du véhicule.
Une portion latérale de la coupelle peut être assemblée en encastrement -par exemple par soudage- à au moins un renfort horizontal de la structure de caisse du véhicule. Cet assemblage peut être réalisé en assemblant une première portion de plan sensiblement horizontale de la coupelle au renfort. Dans certains modes de réalisation, la coupelle peut être en outre encastrée sur au moins un deuxième plan de la structure de caisse du véhicule, par une deuxième portion de plan de la coupelle, la deuxième portion de plan jouxtant la première portion de plan sensiblement horizontale, et étant inclinée par rapport à la première portion de plan.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
La figure 1 est une vue en perspective d’une portion de structure de caisse automobile comprenant une portion de coupelle d’amortisseur suivant l’invention,
La figure 2 est une vue en coupe d’une coupelle d’amortisseur montrant le principe d’interaction entre une coupelle et une jambe de force d’amortisseur,
La figure 3a illustre, en perspective un exemple de géométrie de coupelle d’amortisseur selon l’invention,
La figure 3b reprend la vue de la figure 3a, en mettant en valeur plusieurs zones caractéristiques spécifiques à la géométrie d’une coupelle d’amortisseur selon l’invention,
La figure 4 est une vue de profil, suivant un premier angle de vue, d’une coupelle d’amortisseur selon l’invention avant son assemblage dans le véhicule,
La figure 5 est une vue de profil, selon un autre angle de vue, de la coupelle d’amortisseur de la figure 4,
La figure 6 est une vue en perspective de la coupelle d’amortisseur illustrée en figures 4 et 5, assemblée à un élément de rehausse de coupelle d’amortisseur,
La figure 7 est une vue en perspective coupée, montrant les zones de rupture de pente des parois de la coupelle au niveau d'une portion de coupelle soutenue par une réhausse,
La figure 8 est une vue en perspective coupée, montrant les zones de rupture de pente des parois de la coupelle au niveau d'une portion de coupelle située entre une zone d'appui de la jambe de force et une zone d'encastrement latérale de la coupelle.
Tel qu’illustré sur la figure 1, une coupelle d’amortisseur, référencée 1 - qui est dans ce cas particulier une coupelle d’amortisseur avant -, est assemblée à une portion de structure de caisse 26. Cette portion de structure de caisse 26 comprend notamment un renfort de coté d'auvent (RCA) 18, formant un renfort transversal près d'un bord latéral du véhicule.
En terme d'orientation dans l'espace, on repère sur la figure 1, et sur les figures suivantes, les directions de la coupelle telle qu'assemblée, par des axes correspondant aux axes du véhicule . L’axe X désigne un axe longitudinal orienté suivant la direction usuelle d'avancement du véhicule, orienté d’avant en arrière du véhicule. L’axe Y désigne un axe transversal horizontal du véhicule, et l’axe Z désigne un axe vertical orienté vers le haut.
La coupelle 1 est assemblée par son pourtour sur une réhausse de coupelle 17, de manière à former, ensemble avec la coupelle 1, avec le renfort coté d'auvent et avec une portion latérale de la structure de caisse du véhicule, une structure tridimensionnelle apte à assurer le transfert des efforts de la jambe de force vers la structure de caisse du véhicule. On devine notamment sur la figure 1, des structures de renfort longitudinales du véhicule, telles des longerons 21, et des portions de renforts transversaux notamment une traverse avant 19-.
La figure 2 illustre une configuration usuelle de coupelle d’amortisseur assemblée sur une jambe de force 100. La coupelle 1, dont le fond 2 de coupelle est orienté vers le haut (vers les Z positifs), est ici assemblée sur une extrémité supérieure 104 d’une jambe de force 100. La jambe de force 100 comprend notamment un élément ressort 101 et un élément amortisseur 102.
Les efforts venant d’une roue (non représentée) sont transmis pour partie par le ressort 101, pour partie par l’élément amortisseur 102, et par l’intermédiaire d’un bloc filtrant 105, sur le fond 2 de la coupelle 1.
Des rebords 3 de coupelle permettent de contribuer à une rigidité intrinsèque de la coupelle en lui donnant une forme tridimensionnelle. Ces rebords 3 permettent également ici de maintenir centré le bloc filtrant 102.
Des éléments de fixation 103, par exemple de type amovible, permettent de fixer l’extrémité supérieure 104 de la jambe de force sur la coupelle 1, la jambe de force 100 traversant la coupelle 1 au niveau d’un orifice central 5 ménagé dans le fond 2 de la coupelle. Un relief en creux accentué autour de l'orifice 5 est parfois désigné par le terme de tétine 4, visible par exemple sur les figures 3a et 3b.
La figure 3a illustre plus particulièrement une géométrie de coupelle d’amortisseur selon l’invention. Tel qu’illustré sur la figure 3a, la coupelle 1 comprend un fond 2 tourné vers le haut -c’est-à-dire vers les Z positifs-. Le fond 2 est de forme sensiblement conique, et est traversé d’un orifice 5 destiné à l’assemblage d'une jambe de force (non représentée sur la figure 3 a).
Sur le pourtour de l’orifice 5, le fond de coupelle 2 forme une tétine 4, qui est ici une portion sensiblement torique entourant l’orifice 5, et surmontant une portion conique du fond de coupelle 2.
Dans des variantes de l'invention, l’orifice central peut être entouré par une autre géométrie qu’une portion torique, par exemple peut être entouré par une tétine cylindrique.
La coupelle 1 comporte une portion de face supérieure 7 de coupelle, cette face supérieure comprenant notamment le fond conique 2 entourant la tétine 4 et/ou entourant l’orifice 5. Le fond conique 2 descend jusqu'à une ligne de pliage 6 de la coupelle, correspondant à une ligne de pliage de la tôle formant la coupelle , la ligne de pliage formant une courbe fermée, ou dans certains modes de réalisation, une courbe ouverte, autour du point d'application de la jambe de force ( jambe de force non représentée sur la figure 3a).
La ligne de pliage 6 sépare le fond de coupelle 2, d'avec les rebords latéraux 3 de coupelle, rebords 3 dont l’orientation se rapproche de la verticale en position montée de la coupelle dans le véhicule.
Les rebords 3 de coupelle peuvent être évasés, et ne forment donc pas nécessairement un contour cylindrique. Au moins une portion des rebords de coupelle est destinée à être assemblée à une rehausse de coupelle 17 comme qu’illustré sur la figure L
Pour revenir à læ figure 3 a, sur un côté latéral de la coupelle 1 -ici sur une portion de la coupelle orientée vers les Y positifs- la face supérieure 7 de coupelle se prolonge par une ou plusieurs portions d’encastrement, ici 8, 9, les portions d'encastrement formant ensemble une zone d'encastrement de la coupelle. La zone d’encastrement comprend ici une première portion 8 d’encastrement dit vertical, et une deuxième portion 9 d’encastrement dit oblique. Le terme vertical, respectivement oblique, désigne ici la direction des normales aux surfaces de la coupelle servant à maintenir la liaison d’encastrement, par exemple par soudage de la surface sur un renfort.
Si l’on ne tenait compte que des liaisons d’encastrement appliquées à la coupelle 1 au niveau des portions 8 et 9, on pourrait considérer la coupelle 1, comme une poutre encastrée à son extrémité soudée par les portions 8, 9, la poutre travaillant en flexion sous l’effet de sollicitation dirigée suivant l’axe Z, et appliquées par exemple par la jambe de force au niveau de la tétine 4.
Dans la coupelle 1 selon l’invention, une zone de plus grande flexibilité est présente entre la portion conique ou autrement en forme de coque autour de la tétine 4, et la ou les portions d’encastrement 8, 9, rigidifiées par l'encastrement même.
Cette zone de plus grande flexibilité peut se définir au voisinage d'une, de part et d'autre de la ligne de découplage 20, permettant de rendre partiellement indépendantes les déformations imposées autour de la tétine et les déformations de la portion encastrée. La ligne de découplage 20 prend ici la forme d'une ligne de rupture de pente, entre la pente de la portion conique 7, et la pente d'une portion de liaison 16 reliant cette portion conique, aux portions d’encastrement 8, 9.
La portion conique entourant la tétine 4 peut être rendue plus rigide par la présence de reliefs radiaux sur le cône, s'étendant radialement à partir de l'orifice 5. La portion conique peut comporter des portions sensiblement planes, formant facettes du cône, entre deux reliefs radiaux successifs.
Les portions d'encastrement 8, 9, la zone facettée conique autour de la tétine 4 et la ligne de découplage 20 sont mieux rendus visibles sur la figure 3b, par les lignes fictives et des contours fictifs de surfaces.
La portion conique entourant la tétine 4 est ainsi représentée par une suite de facettes 22, 23, 24, 25, les séparations entre ces facettes formant, de par des changements de pente locaux, des reliefs radiaux 12, 13, 14, 15. De préférence, les différentes facettes 22, 23, 24, 25, dessinent des portions angulaires d'étendues angulaires comparables, ici notées respectivement α, β, γ, δ, autour de l'orifice 5.
Pour tenter de quantifier la rupture de pente au croisement de la ligne d'inflexion 20, on considère par exemple que la portion de liaison 16 s’étendant d'un côté de la ligne d'inflexion 20, en direction des portions d’encastrement 8 9, et la portion conique située en regard de cette surface de l’autre coté de la ligne d’inflexion 20, peuvent former entre elles un angle d'au moins 30°, et pouvant typiquement aller jusqu’à 70° d’angle par angle entre les surfaces on entend angle entre les normales à ces surfaces-.
Ces différentes variations de pente, et la géométrie des zones de rencontre entre les différentes surfaces caractéristiques de la coupelle peuvent par exemple être observées sur les figures 7 et 8.
La face supérieure de la coupelle 1 est de préférence rayonnée au niveau de la ligne d’inflexion 20. La portion conique 2 et la portion de liaison 16 se rencontrent typiquement au niveau d’une gouttière dont le fond a un rayon 20mm à 100mm.
Les plans 22, 23, 24, 25 de la portion conique peuvent être avantageusement inclinés par rapport à un plan horizontal, par exemple d’un angle compris par exemple entre 25° et 45° d’angle.
Pour revenir à la figure 3b, une portion de jupe conique 11 est dessinée par les quatre facettes 22, 23, 24, 25 sensiblement planes, et séparées par des zones de rencontre formant des reliefs radiaux 12,13,14,15. Cette forme de jupe conique à facettes permet d’améliorer encore la rigidité de la portion de jupe 11 -lors de sollicitations de type pompage appliquée au niveau de la tétine sur la coupelle- par rapport à une géométrie conique de révolution.
Les reliefs radiaux 12, 13, 14, 15 sont séparés par les écarts angulaires α, β, γ, δ, mesurés autour de l’axe z, écarts angulaires dont les amplitudes sont ici comparables. Les écarts angulaires diffèrent ici de moins de 30% les uns par rapport aux autres (% mesuré par rapport à l'écart le plus faible), avantageusement différant de moins de 20%.
Une portion de liaison 16, sensiblement horizontale, relie la portion de jupe 11 et les portions d’encastrement 8, 9. Une ligne d’inflexion de découplage 20, représentée ici en pointillés épais, trace la trajectoire d'une gouttière dont la concavité est tournée vers le haut, gouttière formée par une rupture de pente entre la portion de jupe 11 et la portion de liaison 16.
La figure 4 est une vue de profil d’une coupelle d’amortisseur selon l’invention, vue suivant une direction correspondant sensiblement à une direction Y transversale au véhicule -en position assemblée de la coupelle dans le véhicule-. La figure 4 permet de voir, autour de l’orifice 5 destiné à assembler la jambe de force, la succession de pentes suivant laquelle se suivent les surfaces formant le fond de la coupelle, du côté de la coupelle opposé à la zone d'encastrement comprenant les portions 8, 9.
La tétine 4 peut former, par exemple, une portion sensiblement torique, ou encore selon d’autres modes de réalisation, former une portion conique. L’angle du cône peut être avantageusement compris entre 30° et 60° par rapport à l’axe vertical du cône, par exemple proche de 45°.
La portion de jupe 11 comprend des portions formant facettes, dont les facettes ici visibles 22, 24, 25. Les angles -par rapport à la verticale Z- des normales à ces surfaces sont avantageusement inférieures à 45 °, par exemple inférieure ou égale à 30°.
La portion de coupelle 1 ainsi vue par le côté des y négatifs, semble présenter une symétrie sensiblement de révolution autour de l’axe de l’orifice 5.
La figure 5 illustre la coupelle de la figure 4, vue cette fois par le côté des x positifs en position assemblée de la coupelle dans le véhicule-. On retrouve sur la figure 5 des éléments communs aux figures précédentes, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références.
Sur la figure 5, on distingue sur la gauche de la figure, la portion de jupe 11 sensiblement conique entourant l’orifice 5, et formant une portion de structure tridimensionnelle apte à résister aux efforts verticaux de la jambe de force (jambe de force non représentée sur la figure 5).
Sur la droite de la figure 5, on voit les portions d’encastrement 8 et 9 conçues pour être figées en déplacement et en rotation par rapport à une structure de caisse du véhicule.
Une portion de liaison 16 relie la jupe 11 aux portions d’encastrement 8, 9. Une ligne d’inflexion et de découplage 20, formant un creux ou une gouttière, par rupture de pente entre la portion de jupe 11 et la portion de liaison 16. La concavité de la gouttière est tournée vers le haut.
La gouttière est définie par une rupture de pente, rupture visible sur une coupe radiale verticale dans un plan parallèle au plan YZ de la figure 5-. Cette rupture de pente est mesurable ici par un angle Θ-. L’angle θ est défini dans le plan ce coupe, entre la direction d'une ligne radiale de la portion de jupe 11, et une direction d’une ligne radiale parcourant la portion de liaison 16. L’angle 0 peut être par exemple compris entre 100° et 170°.
La figure 6 illustre, en perspective, une coupelle d’amortisseur selon l’invention, partiellement assemblée à une rehausse de coupelle 17, avant l'assemblage de la coupelle, par les portions d'encastrement 8, 9, sur le renfort côté d'auvent (RCA) du véhicule, renfort côté d'auvent 18 visible par exemple en figure 1.
On retrouve sur la figure 6 des éléments communs à la figure précédente, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Comme visible sur la figure 6, la structure en coque tridimensionnelle de la portion de jupe 11 permet de reporter une partie des efforts verticaux de la jambe de force (non représentée sur la figure 6) sur la rehausse de coupelle 17.
En compression verticale , la portion de jupe 11 subit des déformations de type peau de tambour, déformations qui permettent d'absorber une partie des oscillations verticales survenant entre le véhicule et le sol. La ligne d’inflexion 20 a pour effet de limiter l'amplitude des déformations d'oscillation répercutées au niveau des zones d’assemblage, soit au niveau des portions d’encastrement 8 et 9.
La ligne d’inflexion 20 permet de découpler les déformations se produisant autour de la tétine 4 et de l’orifice 5, par rapport aux déformations transmises par l’intermédiaire de la portion de liaison 16 vers les portions d’encastrement 8 et 9.
De manière avantageuse, la portion de jupe 11 est entourée, sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal :
- sur une première portion de son contour, par la ligne de pliage 6, qui est le lieu de la rupture de pente entre la portion de jupe 11 et les bords 3,
- sur une autre portion du pourtour de la portion de jupe 11, par la ligne d’inflexion 20 située sensiblement dans le même plan que la ligne de pliage 6.
Cette configuration permet de garder un caractère local aux déformations de pompage appliquées par la jambe de force au niveau de la tétine et de la portion de jupe 11.
La structure à facette de la portion de jupe 11, par exemple une structure comprenant trois à six facettes, avantageusement quatre facettes par exemple, permet d’améliorer la rigidité verticale de cette portion de jupe 11 pour une épaisseur de tôle de coupelle donnée.
Grâce à la géométrie proposée selon l'invention, on optimise la résistance du comportement en pompage de la coupelle, et on limite l’ampleur des efforts cycliques transmis au niveau points d’attache des portions d’encastrement.
Sur l’exemple illustré sur la figure 6, la tétine 4 comprend une portion torique 34, surmontant elle-même une portion conique 35 , comprenant les facettes 22, 23, 24, 25 de la portion de jupe 11.
La figure 7 est une vue locale, en coupe en perspective partielle, d’une coupelle d’amortisseur selon l’invention, en section dans un plan radial passant par un axe vertical de l’orifice 5. On voit par exemple que l’angle formée entre le flan 35 de la tétine, et une facette 24 de la portion de jupe, peut être avantageusement compris entre 140 et 160° d’angle. Cet angle est représenté par l’angle φ sur la figure 7.
De manière similaire, la figure 8 illustre, en coupe suivant un plan radial passant par un axe vertical de l’orifice 5, une portion d’une coupelle d’amortisseur selon l’invention. Le plan de coupe est ici sensiblement perpendiculaire au bord latéral de la structure de caisse sur lequel est encastrée la coupelle.
Dans cette coupe de la figure 8, coupe par un plan sensiblement parallèle à l’axe y-z, on a repéré par DI une tangente à la portion de jupe 11, et par D2 une tangente à la portion de liaison 16. On note al l’angle de la tangente DI avec une direction horizontale, par exemple la direction y et on note a2 l’angle de la tangente D2 par rapport à une direction horizontale Y. al est avantageusement compris entre 20° et 40° d’angle, a2 est avantageusement compris entre 10 et 30° d’angle.
L’angle Θ est donc avantageusement compris entre 110 et 150° d’angle. On peut noter que, alors que la portion d’encastrement 8 est sensiblement horizontale, la portion de liaison 16 comporte au moins une portion inclinée au voisinage de la ligne d’inflexion 20, de manière à accentuer l'effet de rupture de pente de la ligne d’inflexion
L’invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits, et peut se décliner en de nombreuses variantes. On peut envisager des variantes de réalisation, dans lesquelles la portion de jupe est conique sans présenter de facettes.
On peut envisager une portion de jupe conique sans facettes, mais néanmoins nervurée radialement.
On peut envisager des portions de jupe avec davantage de facettes que quatre facettes.
Avantageusement cependant, les répartitions angulaires des facettes et/ou des nervures radiales autour de la tétine sont choisies de manière à obtenir une déformation sensiblement homogène autour de la tétine, et de manière à ce que cette déformation se produise sensiblement parallèlement à l’effort vertical appliqué.
De manière avantageuse, la même portion de jupe 11 comporte des nervures, ou comporte des frontières entre facettes, débouchant pour certaines sur la portion de liaison 16et débouchant pour d'autres en direction de bords tombés de la coupelle qui sont destinés à être rassemblés à une portion de rehausse.
La coupelle peut comporter une seule portion encastrement, s’étendant dans un seul plan de tôle de la coupelle.
La coupelle peut comporter trois portions d’encastrement voisines orientées chacune dans un plan légèrement différent.
La coupelle peut être une coupelle d’amortisseur avant ou une coupelle d’amortisseur sur arrière.
La structure de coupelle selon l’invention permet d’optimiser le transfert des forces et des déplacements enter une jambe de force d'amortisseur et une structure de caisse de véhicule automobile, en limitant le poids du véhicule et en optimisant la tenue en endurance du système d’amortisseur.
Le dispositif de coupelle selon l'invention permet d'optimiser le rapport poids-rigidité des composants du véhicule.
Claims (10)
- REVENDICATIONSL Coupelle (1) en tôle emboutie formant appui creux pour jambe de force (100) d'amortisseur de véhicule automobile, la coupelle (1) comprenant, en position assemblée dans le véhicule, un fond d'appui (2), et un ou plusieurs bords (3) descendant du fond d'appui (2), la coupelle comprenant les portions suivantes :-Une tétine (4), la tétine formant un relief vers le haut et un creux vers le bas dans le fond d'appui (2) de la coupelle, le creux étant conçu pour venir coiffer une extrémité supérieure d'une jambe de force (100) d'amortisseur,- une ligne de pliage (6) de la coupelle, formant frontière entre le fond d'appui (2) et le ou les bords (3), la ligne de pliage (6) entourant la tétine (4),-Une face supérieure (7) de coupelle sur l'extérieur du fond d'appui (2), la face supérieure (7) de coupelle s'étendant autour, et à partir, de la tétine (4), jusqu'à la ligne de pliage (6) de la coupelle (1),-au moins un bord (3) de coupelle, le ou les bords (3) de coupelle formant une portion sensiblement cylindrique ou conique autour d'un axe vertical (Z), le bord de coupelle (3) dessinant vers le bas, à partir de la face supérieure (7) de coupelle, un bord descendant de la coupelle (1),- au moins une portion d'encastrement (8, 9), s'étendant le long d'au moins une portion de la face supérieure (7) de coupelle et/ou le long d'au moins une portion du bord (3) de coupelle, la portion d'encastrement (8,9) étant prévue pour, en configuration assemblée dans un véhicule, être solidarisée par une liaison de type encastrement, avec au moins un renfort (18) d'une structure de caisse du véhicule, la face supérieure (7) de coupelle comprenant en particulier:*une portion de jupe (11), s'évasant vers le bas tout autour de la tétine (4) suivant un profil sensiblement conique, * une portion de liaison (16) sensiblement horizontale, reliant la portion de jupe (11) et la portion d'encastrement (8, 9) , caractérisée en ce que la face supérieure (7) de la coupelle est traversée d'une ligne d'inflexion (20), la ligne d'inflexion (20) formant gouttière par rupture de pente entre la surface de la portion de jupe (11) et la surface de la portion de liaison (16), la ligne d'inflexion séparant la portion de jupe (11) d'avec la portion de liaison (16), de manière à découpler au moins partiellement en déformation la portion de jupe et la tétine, d'avec ladite au moins une portion d'encastrement (8,9).
- 2. Coupelle d'appui (1) suivant la revendication 1, la portion de jupe (11) comprenant des reliefs radiaux (12, 13, 14, 15), s'étendant radialement à partir de la tétine (4), les reliefs radiaux (12, 13, 14, 15) étant conçus de manière à rigidifier la portion de jupe (11) en déformation.
- 3. Coupelle d'appui suivant la revendication 2, dans laquelle les reliefs radiaux sont formés par des ruptures de pente permettant de définir des lignes frontières entre des portions sensiblement planes de la face supérieure, ces portions sensiblement planes dessinant des facettes inclinées autour de la tétine
- 4. Coupelle d'appui (1) suivant la revendication 3, dans laquelle les facettes (22, 23, 24, 25) de la face supérieure (7) de la coupelle (1) dessinent une zone facettée convexe vers le haut de la coupelle, la zone facettée comprenant entre trois et six facettes (22, 23, 24,25).
- 5. Coupelle d'appui (1) suivant la revendication 4, caractérisée en ce que sur la face supérieure (7) de la coupelle, au moins deux des facettes (23, 24, 25) permettent de définir une ligne frontière virtuelle entre facettes, la ligne frontière descendant sur un côté de la portion de jupe (11) de manière à s'éloigner de la ligne d'inflexion (20) en s'éloignant de la tétine (4).
- 6. Coupelle d'appui suivant la revendication 5, caractérisée en ce que sur la face supérieure (7) de la coupelle, au moins deux des facettes permettent de définir une deuxième ligne frontière virtuelle entre facettes, la deuxième ligne frontière ou son prolongement croisant la ligne d'inflexion (20).
- 7. Coupelle selon l'une des revendications 3 à 6, dans laquelle les amplitudes angulaires des facettes (22, 23, 24, 25) autour la tétine, vues suivant un axe vertical, diffèrent deux à deux au maximum de 30% de l'amplitude angulaire de la facette occupant l'angle le plus faible.
- 8. Coupelle suivant l'une des revendications 3 à 7, dans laquelle les reliefs radiaux (12, 13, 14, 15) convergent vers une portion de cheminée (4) sensiblement torique.
- 9. Véhicule comprenant un système d'amortisseur, le système d'amortisseur comprenant au moins une coupelle d'amortisseur (1) avant selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- 10. Véhicule selon la revendication 9, comprenant une coupelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, la coupelle étant assemblée au niveau de son bord (3) à une portion de réhausse de coupelle (17) entourant au moins partiellement un ressort (101) de l'amortisseur, la réhausse de coupelle (17) étant située en vue verticale d'un premier côté par rapport à la ligne d'inflexion (20), et la portion d'encastrement de la coupelle (8,9), étant située en vue verticale d'un deuxième côté, opposé au premier côté, par rapport à la ligne d'inflexion (20), la portion d'encastrement (8, 9) étant assemblée à au moins un renfort horizontal de la structure de caisse du véhicule.
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