FR3029997A1 - "FREIGHT ASSEMBLY, IN PARTICULAR FOR A SUSPENSION OF A MOTOR VEHICLE" - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un assemblage (10) comportant une frette extérieure (12) qui délimite une portée cylindrique concave de frettage et un arbre intérieur fretté (14) qui délimite une portée complémentaire de frettage, caractérisé en ce que la portée concave de frettage comporte un premier tronçon (TCF1) et un deuxième tronçon (TCF2) dont le diamètre interne D2 est inférieur au diamètre interne D1 du premier tronçon (TCF1), et la portée convexe de frettage comporte un premier tronçon (TCM1) qui est emmanché dans le premier tronçon concave (TCF1), et un deuxième tronçon convexe (TCM2) qui est emmanché dans le deuxième tronçon concave (TCF2).The invention proposes an assembly (10) comprising an outer hoop (12) which delimits a concave cylindrical shrink-fit surface and a shrunk inner shaft (14) which delimits a complementary hooping surface, characterized in that the hoop concave bearing surface comprises a first section (TCF1) and a second section (TCF2) whose internal diameter D2 is smaller than the internal diameter D1 of the first section (TCF1), and the convex hooping surface comprises a first section (TCM1) which is engaged in the first section (TCM1). concave section (TCF1), and a second convex section (TCM2) which is pushed into the second concave section (TCF2).
Description
1 "Assemblage fretté, notamment pour une suspension de véhicule automobile" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un assemblage fretté, notamment pour la réalisation d'une articulation élastique pour une suspension de véhicule automobile.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a fretted assembly, particularly for producing an elastic articulation for a motor vehicle suspension.
ETAT DE LA TECHNIQUE Pour la réalisation d'une articulation de suspension de véhicule automobile, notamment pour assurer la liaison d'un bras de suspension avec un autre élément tel que par exemple un triangle de suspension, il est connu d'interposer radialement un manchon en matériau élastique déformable tel qu'un élastomère ou un caoutchouc naturel ou synthétique. Par exemple, la liaison est constituée par un tube cylindrique, radialement intérieur, dont la périphérie extérieure convexe est recouverte d'une couche de matériau élastomère formant un manchon cylindrique tubulaire déformable élastiquement. Le tube radialement intérieur est apte à recevoir une tige de montage sur un élément ou composant de suspension.STATE OF THE ART For the production of a motor vehicle suspension joint, in particular to ensure the connection of a suspension arm with another element such as for example a wishbone, it is known to interpose a sleeve radially. deformable elastic material such as an elastomer or a natural or synthetic rubber. For example, the connection is constituted by a cylindrical tube, radially inner, whose convex outer periphery is covered with a layer of elastomeric material forming a tubular cylindrical sleeve elastically deformable. The radially inner tube is adapted to receive a mounting rod on a suspension element or component.
La surface périphérique externe convexe du manchon en matériau élastomère est montée axialement à force à l'intérieur d'un alésage formé dans un autre élément de suspension tel qu'un bras de suspension. Le tube et le manchon en matériau élastomère constituent la pièce intérieure frettée de l'assemblage par frettage dont la frette est constituée par la partie complémentaire du bras de suspension.The convex outer circumferential surface of the sleeve of elastomeric material is axially forced into a bore formed in another suspension member such as a suspension arm. The tube and the sleeve of elastomeric material constitute the inner shrunk part of the hooping assembly whose hoop is constituted by the complementary part of the suspension arm.
3029997 2 Un tel assemblage par frettage des deux pièces, intérieure et extérieure, résulte d'un ajustement serré et l'emmanchement axial de la pièce intérieure frettée dans la frette extérieure est réalisé par emmanchement axial à force.Such an assembly by shrinking of the two parts, inner and outer, results from a tight fit and the axial fit of the inner part shrunk in the outer band is made by axial press fitting.
5 De manière connue, pour un tel assemblage par frettage, la surface périphérique externe du manchon élastomère peut être recouverte d'une chemise métallique d'épaisseur réduite, la solidarisation du tube intérieur, du manchon en matériau élastomère et de la chemise métallique étant par exemple 10 réalisée par adhésion du matériau élastomère sur les deux autres éléments. En utilisation, une telle liaison ou articulation élastique de suspension de véhicule automobile est soumise à des efforts et des sollicitations très importantes, et notamment à une 15 sollicitation dite "conique" à laquelle l'articulation élastique doit résister, notamment sans désolidarisation de l'assemblage par frettage. Afin d'assurer un tel maintien, il est par exemple possible d'augmenter la longueur de frettage, c'est-à-dire la longueur 20 axiale selon laquelle la portée cylindrique convexe de frettage de l'arbre intérieur fretté est emmanchée axialement à force dans la portée cylindrique concave femelle complémentaire de frettage de la frette extérieure. Toutefois, une telle augmentation de la longueur de 25 frettage n'est pas possible, ou ne peut pas être mise en oeuvre, sans une modification importante des moyens industriels mis en oeuvre pour réaliser l'emmanchement à force. L'invention vise notamment à résoudre ce problème.In known manner, for such a shrink fit assembly, the outer peripheral surface of the elastomeric sleeve may be covered with a metal liner of reduced thickness, the fastening of the inner tube, the sleeve of elastomeric material and the metal sleeve being Example 10 made by adhesion of the elastomeric material to the other two elements. In use, such a linkage or elastic linkage of a motor vehicle suspension is subjected to very great stresses and stresses, and in particular to a so-called "conical" urging to which the elastic articulation must resist, in particular without separating the frettage assembly. In order to ensure such retention, it is possible, for example, to increase the hooping length, that is to say the axial length in which the convex cylindrical bearing surface of the shrinking inner shaft is axially fitted to force in the female concave cylindrical bearing complementary frettage of the outer hoop. However, such an increase in the hooping length is not possible, or can not be implemented, without a major modification of the industrial means used to effect the press fit. The invention aims in particular to solve this problem.
30 BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose un assemblage fretté comportant une frette extérieure qui délimite une portée cylindrique concave de 3029997 3 frettage et un arbre intérieur fretté qui délimite une portée cylindrique concave complémentaire de frettage qui est emmanchée axialement à force dans la portée concave de frettage selon une longueur de frettage, 5 caractérisé en ce que : - la portée concave de frettage comporte, selon la direction axiale de frettage, un premier tronçon concave et un deuxième tronçon concave dont le diamètre interne est inférieur au diamètre interne du premier tronçon ; et 10 - la portée convexe de frettage comporte un premier tronçon convexe qui est emmanché axialement à force dans le premier tronçon concave selon une première longueur de frettage, et un deuxième tronçon convexe qui est emmanché axialement à force dans le deuxième tronçon concave selon une deuxième 15 longueur de frettage. Selon d'autres caractéristiques de l'assemblage : - l'assemblage comporte des moyens de positionnement axial de l'arbre intérieur par rapport à la frette extérieure dans une position assemblée dans laquelle lesdits premiers tronçons 20 complémentaires sont emmanchés à force, et dans laquelle lesdits deuxièmes tronçons complémentaires sont emmanchés à force ; - l'assemblage comporte une zone axiale intermédiaire entre lesdits premiers tronçons et lesdits deuxièmes tronçons qui 25 est dépourvue d'emmanchement à force ; - le premier tronçon concave et le deuxième tronçon concave sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique concave ; - le premier tronçon convexe et le deuxième tronçon 30 convexe sont reliés par un tronçon intermédiaire tronconique convexe ; 3029997 4 - avant emmanchement axial à force, le diamètre externe du deuxième tronçon convexe est supérieur au diamètre interne du premier tronçon concave. Pour la réalisation d'une articulation élastique, notamment 5 pour une suspension de véhicule automobile, l'invention propose un assemblage du type mentionné précédemment caractérisé en ce que l'arbre intérieur fretté comporte un manchon radialement extérieur en matériau élastomère qui est emmanché axialement à force dans la frette extérieure pour constituer une articulation 10 élastique de la frette par rapport à l'arbre intérieur fretté. Selon d'autres caractéristiques d'un tel assemblage : - la première longueur de frettage et la deuxième longueur de frettage sont disposées axialement de part et d'autre du centre de déformation élastique de l'articulation élastique ; 15 - le manchon extérieur en matériau élastomère comporte une chemise extérieure métallique ; - les moyens de positionnement comportent une collerette radiale extérieure qui coopère avec une portion en vis-à-vis de la frette.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION The invention provides a fretted assembly having an outer hoop which delimits a concave cylindrical shrinkwrap and a shrunk inner shaft which delimits a complementary concave cylindrical bearing surface which is axially force-fitted into the shroud. Concave concave bearing according to a hooping length, characterized in that: - the concave shrinking surface comprises, in the axial hooping direction, a first concave section and a second concave section whose internal diameter is smaller than the internal diameter of the first section; and the convex hooping surface comprises a first convex section which is force-fitted axially in the first concave section along a first hooping length, and a second convex section which is force-fitted axially in the second concave section according to a second Length of hooping. According to other characteristics of the assembly: the assembly comprises means for axial positioning of the inner shaft relative to the outer shell in an assembled position in which said first complementary sections are force-fitted, and in which said second complementary sections are force-fitted; the assembly comprises an axial zone intermediate between said first sections and said second sections which is devoid of press fitting; the first concave section and the second concave section are connected by a concave frustoconical intermediate section; the first convex section and the second convex section are connected by a convex frustoconical intermediate section; 3029997 4 - before forced axial pressing, the outer diameter of the second convex section is greater than the inner diameter of the first concave section. For the production of an elastic articulation, in particular for a suspension of a motor vehicle, the invention proposes an assembly of the aforementioned type, characterized in that the inner shrouded shaft comprises a radially outer sleeve of elastomer material which is axially fitted to force in the outer band to form an elastic hinge 10 of the hoop relative to the inner shaft hooped. According to other characteristics of such an assembly: the first hooping length and the second hooping length are arranged axially on either side of the elastic deformation center of the elastic hinge; The outer sleeve made of elastomeric material comprises a metal outer jacket; - The positioning means comprise an outer radial flange which cooperates with a portion vis-à-vis the hoop.
20 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre 25 pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel la figure unique est une demi vue en section axiale d'un exemple de réalisation d'un assemblage selon l'invention pour la réalisation d'une articulation élastique de suspension de véhicule automobile.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawing in which the single figure is a half view in axial section. of an exemplary embodiment of an assembly according to the invention for the production of an elastic suspension articulation of a motor vehicle.
30 3029997 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE LA FIGURE La figure unique illustre, à titre d'exemple non limitatif, une moitié d'un assemblage fretté 10 constituant une liaison ou 5 articulation élastique de suspension pour l'articulation d'un composant (dont une partie 12 constitue la frette extérieure au sens de l'invention et qui est par exemple ici une partie d'un bras de suspension) sur un autre composant ou élément d'une suspension non représenté, avec interposition d'un arbre intérieur 10 fretté 14. Les deux composants 12 et 14 sont assemblées par frettage, c'est-à-dire par emmanchement axial à force selon l'axe A et selon la direction de la flèche F indiquée sur la figure. L'arbre intérieur fretté 14 comporte un tube cylindrique 15 intérieur de section circulaire 16 qui est délimité intérieurement par une surface cylindrique interne concave 15 et extérieurement par une surface cylindrique convexe 17. Le tube intérieur fretté comporte aussi un manchon en matériau deformable élastiquement 18, ici par exemple en 20 matériau élastomère, qui est délimité par une surface cylindrique interne concave 19 qui adhère à la surface externe 17 du tube intérieur 16 et par une surface cylindrique externe convexe 21 dont le profil correspond au profil interne d'une chemise extérieure métallique 20 coaxiale au tube intérieur 16 qui est 25 délimité par une surface interne concave 23 à laquelle adhère le matériau élastomère du manchon 18. Comme on peut le voir sur la figure, la longueur axiale du manchon 18 et de la chemise extérieure 20 est inférieure à la longueur axiale du tube intérieur 16.DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURE The single FIGURE illustrates, by way of nonlimiting example, one half of a fretted assembly constituting a linkage or elastic suspension articulation for the articulation of a component (a part of which 12 constitutes the outer hoop within the meaning of the invention and which is for example here a part of a suspension arm) on another component or element of a suspension not shown, with interposition of an inner shaft 10 hooped 14. The two components 12 and 14 are assembled by shrinking, that is to say by axial pressing force along the axis A and in the direction of the arrow F indicated in the figure. The inner shrouded shaft 14 comprises an inner cylindrical tube of circular section 16 which is delimited internally by a concave inner cylindrical surface 15 and externally by a convex cylindrical surface 17. The inner shrink tube also comprises a sleeve of elastically deformable material 18, here for example elastomeric material, which is delimited by a concave inner cylindrical surface 19 which adheres to the outer surface 17 of the inner tube 16 and by a convex outer cylindrical surface 21 whose profile corresponds to the internal profile of a metal outer jacket Coaxial with the inner tube 16 which is delimited by a concave inner surface 23 to which the elastomeric material of the sleeve 18 adheres. As can be seen in the figure, the axial length of the sleeve 18 and the outer sleeve 20 is less than the axial length of the inner tube 16.
30 Le tube intérieur 16 est apte à recevoir un composant de suspension, tel qu'une tige axiale, et il définit (sensiblement à mi-longueur) le centre C de l'articulation élastique.The inner tube 16 is adapted to receive a suspension component, such as an axial rod, and defines (substantially mid-length) the center C of the elastic hinge.
3029997 6 La chemise extérieure 20 est délimitée axialement, à gauche sur la figure, par une collerette radiale extérieure 22 et, à droite, par un bord axial d'extrémité chanfreiné 25. La frette extérieure 12 est délimitée axialement par une 5 face transversale radiale d'extrémité de gauche 24 et par une face transversale radiale d'extrémité de droite 26. Dans la position assemblée par frettage représentée sur la figure, la collerette 22 de la chemise extérieure 20 de l'arbre fretté 14 est en appui axial vers l'avant, selon la direction F, 10 contre la face 24 de manière à positionner axialement l'arbre intérieur fretté 14 par rapport à la frette 12. Selon une variante de réalisation non représentée, le positionnement axial à une cote axiale déterminée peut résulter du processus de montage, sans faire appel à une collerette de positionnement.The outer jacket 20 is axially delimited, on the left in the figure, by an outer radial flange 22 and on the right by a chamfered end axial edge 25. The outer ring 12 is delimited axially by a radial transverse face. left end 24 and a radial cross-section of right end 26. In the position assembled by shrinking shown in the figure, the flange 22 of the outer sleeve 20 of the shrunk shaft 14 bears axially against the before, in the direction F, against the face 24 so as to position axially the inner shrouded shaft 14 relative to the hoop 12. According to an alternative embodiment not shown, the axial positioning at a given axial dimension may result from assembly process, without using a positioning flange.
15 La longueur axiale totale de la chemise extérieure 20 est supérieure à la longueur axiale de la frette 12 délimitée par les faces 24 et 26 et elle fait saillie axialement vers la droite par son bord d'extrémité axiale avant chanfreiné 25 qui s'étend au-delà de la face 26 de la frette 12.The total axial length of the outer liner 20 is greater than the axial length of the hoop 12 delimited by the faces 24 and 26 and protrudes axially to the right by its chamfered front axial end edge 25 which extends beyond the face 26 of the band 12.
20 Conformément aux enseignements de l'invention, la frette 12 et l'arbre intérieur fretté 14 comportent chacun deux tronçons de portées de frettage de diamètres différents et qui sont ici, à titre non limitatif, espacés axialement l'un de l'autre. A cet effet, la frette 12 comporte un alésage étagé 11 qui 25 comporte un premier tronçon concave arrière TCF1 de grand diamètre interne D1 et un deuxième tronçon concave avant TCF2 de portée de frettage, de diamètre interne D2 qui est inférieur au diamètre interne D1 du premier tronçon TCF1. L'alésage 11 comporte encore un tronçon intermédiaire 30 concave tronconique TCT1 qui relie les deux tronçons concaves arrière TCF1 et avant TCF2. A son extrémité axiale arrière de gauche, l'alésage 11 comporte un chanfrein d'introduction et de guidage 28.According to the teachings of the invention, the hoop 12 and the inner shrouded shaft 14 each comprise two sections of hooping surfaces of different diameters and which are here, in a nonlimiting manner, axially spaced from one another. For this purpose, the hoop 12 comprises a stepped bore 11 which comprises a first concave rear section TCF1 with a large internal diameter D1 and a second concave section before the shrink fit surface TCF2, with an internal diameter D2 which is smaller than the internal diameter D1 of first section TCF1. The bore 11 further comprises a frustoconical concave intermediate section TCT1 which connects the two concave rear sections TCF1 and before TCF2. At its left rear axial end, the bore 11 comprises an insertion and guide chamfer 28.
3029997 7 De manière complémentaire, la portée cylindrique convexe de frettage de l'arbre intérieur fretté 14 comporte un premier tronçon arrière convexe de frettage TCM1 de plus grand diamètre externe qui est complémentaire du premier tronçon arrière 5 concave TCF1, et un deuxième tronçon avant convexe de portée de frettage TCM2 de plus petit diamètre externe et qui est complémentaire du deuxième tronçon concave TCF2. A titre non limitatif, le premier tronçon convexe TCM1 et le deuxième tronçon convexe TCM2 sont reliés entre eux par un 10 tronçon intermédiaire tronconique convexe TCT2. En position assemblée, et comme on peut le voir sur la figure, la coopération des paires de tronçons complémentaires arrière TCF1, TCM1 et avant TCF2, TCM2 définit deux portées de frettage dont une première portée de frettage de longueur L1 et 15 une deuxième portée de frettage de longueur L2. Les deux portées de frettage de longueurs L1 et L2 sont agencées axialement sensiblement symétriquement par rapport au centre C de l'articulation élastique. A titre non limitatif, et comme cela est indiqué sur la figure, 20 les dimensionnements des différents éléments et composants sont tels qu'il y peut y avoir un recouvrement entre la plage de serrage P1 de la première portée de frettage avec la plage de serrage P2 de la deuxième portée de frettage, c'est-à-dire que le plus grand des diamètres extérieurs du deuxième tronçon TCM2 est 25 supérieur au plus petit des diamètres intérieurs du premier tronçon TCF1. Pour l'assemblage par frettage, en considérant la frette 12 comme étant à titre d'exemple la pièce fixe axialement, l'arbre intérieur 14 à assembler par frettage est introduit axialement 30 d'arrière en avant, c'est-à-à-dire de la gauche vers le droite en considérant la figure, dans l'alésage étagé 11 de la frette 12. La conception selon l'invention avec une portée de frettage de longueur limitée et déterminée L1, L2 de part et d'autre du 3029997 8 centre élastique C de l'articulation permet de garantir la stabilité de la liaison emmanchée, notamment sous sollicitation conique de l'articulation et elle permet aussi de réduire les efforts d'emmanchement axial.In a complementary manner, the convex cylindrical bearing surface of the shrink-fit inner shaft 14 comprises a first convex rear shrink section TCM1 of larger external diameter which is complementary to the first concave rear section 5 TCF1, and a second convex front section. of the smaller external diameter TCM2 shroud and which is complementary to the second concave section TCF2. As a nonlimiting example, the first convex section TCM1 and the second convex section TCM2 are interconnected by a convex frustoconical intermediate section TCT2. In the assembled position, and as can be seen in the figure, the cooperation of the pairs of complementary rear sections TCF1, TCM1 and before TCF2, TCM2 defines two hooping ranges including a first hooping range L1 length and a second range of hooping length L2. The two length-shrinking bearings L1 and L2 are arranged axially substantially symmetrically with respect to the center C of the elastic hinge. Without limitation, and as indicated in the figure, the sizing of the various elements and components are such that there can be an overlap between the clamping range P1 of the first hooping surface with the clamping range. P2 of the second hooping range, that is, the largest of the outer diameters of the second TCM2 section is greater than the smaller of the inner diameters of the first TCF1 section. For shrink-fit assembly, considering the hoop 12 as an example of the axially fixed part, the inner shaft 14 to be joined by shrinking is axially introduced from rear to front, that is to say from the left to the right, considering the figure, in the stepped bore 11 of the hoop 12. The design according to the invention with a hooping bearing of limited and determined length L1, L2 on either side of the The elastic center C of the articulation makes it possible to guarantee the stability of the fitted connection, in particular under conical stress on the articulation, and it also makes it possible to reduce the axial fitting forces.
5 Les recouvrements éventuels et l'étagement des deux diamètres D1 et D2 de frettage permet, lors de l'opération d'emmanchement au poste d'emmanchement, de bénéficier d'un pré-centrage naturel de l'arbre intérieur fretté 14 dans le logement que constitue l'alésage étagé 11 de la frette 12, et permet d'éviter 10 la dégradation de l'état de surface de la portée de frettage de plus petit diamètre. La course axiale d'emmanchement est réduite, ainsi que le temps de cycle de l'opération d'emmanchement, et ceci de manière importante pour des pièces de grandes dimensions.The possible overlaps and the staging of the two shrinking diameters D1 and D2 makes it possible, during the fitting operation at the fitting station, to benefit from a natural pre-centering of the inner hooped shaft 14 in the housing that constitutes the stepped bore 11 of the hoop 12, and avoids the degradation of the surface condition of the hoop of smaller diameter. The axial movement of fitting is reduced, as well as the cycle time of the fitting operation, and this importantly for large parts.
15 L'invention n'est pas limitée à son application pour assurer l'assemblage de composants ou d'éléments de suspension de véhicule automobile.The invention is not limited to its application for assembling components or suspension elements of a motor vehicle.
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