Brevet FR2519589A1 — publié le 19830718

La présente invention concerne un support élastique pour amortisseur de suspension avant de véhi- cule, plus particulièrement, de suspension permettant la direction des roues du véhicule. On sait que les suspensions des roues direc- trices d'un véhicule posent des problèmes particuliers. De fait, l'amortisseur de la suspension, qui est re- lié par ses extrémités opposées respectivement, au moyeu de la roue et à la caisse du véhicule, doit être capable de tourner par rapport à la caisse, de façon à accompa- gner la rotation du moyeu à la suite d'un changement de direction de la roue En outre, dans son déplacement vertical dû aux irrégularités du sol, un amortisseur doit être capable de changer son inclinaison de plusieurs l Sdegrés par rapport au sol, car le déplacement de la roue se produit suivant un arc de cercle et non parallèlement à elle-même De telles conditions sont satisfaites par un support élastique incorporant un roulement composé d'élé- ments roulants dont le support est monté à l'extrémité supérieure de l'amortisseur et sert à fixer celui-ci sur la caisse Le support élastique comprend un coussinet se déformant élastiquement qui est constitué de deux manchons rigides, respectivement un manchon intérieur et un man- chon extérieur, et d'un manchon intermédiaire déforma- ble vulcanisé et collé sur les surfaces en regard des manchorsintérieur et extérieur, et d'un roulement com- posé d'éléments roulants dont la cage extérieure est clavetée sur le manchon intérieur ët la cage intérieure peut être montée sur l'extrémité supérieure de la tige de l'amortisseur Le manchon extérieur est fixé à la caisse par des boulons De cette façon, le roulement permet à l'amortisseur de tourner et le manchon défor- mable de se déplacer tant latéralement qu'axialement. Les supports élastiques cités ci-dessus ne sont pas entièrement exempts d'inconvénients En par- ticulier, la présence de deux ensembles séparés (cous- sinet élastique et roulement) qui sont généralement fa- briqués par deux constructeurs différents, puis assem- blés par une troisième entreprise soulèvent des problè- mes de montage et en augmentent la durée En outre, à cause des tolérances de travail différentes, il peut se produire des jeux divers et/ou des imperfections de montage entre le roulement et le coussinet élastique. L'objet de la présente invention est un sup-' port élastique pour amortisseur de suspension avant de véhicule qui est exempt des inconvénients cités ci-dessus. L'objet est atteint dans la présente inven- tion avec un support d'amortisseur de véhicule qui peut être monté sur l'extrémité supérieure de l'amortisseur de manière à permettre sa fixation sur la caisse du vé- hicule, comprenant un roulement composé d'éléments rou- lants qui permet une rotation à faible friction de l'a- mortisseur autour de son axe propre et un coussinet'dé- formable élastiquement qui comprend deux manchons ri- gides,respectivement un manchon intérieur et un manchon extérieur, reliés rigidement ensemble par un manchon élastique en matériau élastomère qui est interposé en- tre une surface intérieure du manchon extérieur et une surface extérieuredu manchon intérieur et fixé rigide- ment et directement aux deux manchons, le coussinet per- mettant à l'amortisseur d'exécuter des mouvements rela- tifs par rapport à la caisse, caractérisé en ce que le manchon intérieur constitue également une première ca- ge du roulement composé d'éléments roulants qui compor- te une seconde cage qui peut être montée rigidement sur la tige de l'amortisseur et une pluralité d'éléments rou- lants qui peuvent rouler entre des chemins en regard for- més sur la seconde cage et sur une surface intérieure du manchon intérieur. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: la figure 1 représente partiellement une suspen- sion avant de véhicule dans laquelle on utilise un support élastique selon la présente invention; la figure 2 est une vue, à grande échelle, de la partie supérieure de la suspension de la figure 1, en partie en coupe; la figure 3 est une vue en coupe d'un support élastique construit selon les principes de la présente invention; les figures 4 et 6 représentent deux varian- tes différentes du support de la figure 3; et la figure 5 est une vue en partie en coupe de la partie supérieure de la suspension avant similai- re à celle de la figure 1, sur laquelle est monté le support élastique de la figure 6. En liaison avec les figures 1 et 2, on a re- présenté dans ses grandes lignes par la référence 1 une suspension pour roue avant directrice 2 d'un véhicule (non représenté), par exempled'un véhicule automobile. La suspension 1 est du type Mac Pherson et comporte, com- me cela est connu, un support 3, un amortisseur 4 compor- tant une tige 5 qui est reliée à la caisse 6 du véhicule et un corps 7 qui est relié à un système de fixation 8 du support 3, et un ressort hélicoïdal 9 monté à l'exté- rieur de l'amortisseur 4 La roue 2 est entraînée à par- tir dun joint 10 à vitesse constante et dirigée en fai- sant tourner son support 3 par une biellette (non repré- sentée) qui est reliée à un système de fixation 11 du support 3 Ce dernierest d'autre part muni d'un joint sphérique 12 auquel est fixée une barre de support 13 reliée d'une manière connue et non représentée à la cais- se 6 et à une barre de torsion (non représentée). L'amortisseur 4 comporte deux chapeaux en re- gard 14 et 15, respectivement fixés à la tige 5 et au corps 7, et entre lesquels est monté le ressort 9 Au chapeau 1,4 est fixé un manchon 16 de protection de la ti- ge 5 Le chapeau 14 peut transférer à la caisse 6 les contraintes agissant sur la suspension 1 et vice-versa, par l'intermédiaire d'un support élastique 18 fixé à la tige 5 par un écrou 19, lequel est vissé sur une partie filetée 20 de la tige 5 elle-même, et fixé à la caisse 6 par des boulons 21. Le support 18, qui est représenté en coupe en figure 3 comprend un roulement 22 composé d'éléments rou- lants qui permet à l'amortisseur de tourner par rapport à la caisse 6 avec une faible friction, et un coussinet déformable élastiquement 23 qui permet à l'amortisseur 2 d'exécuter des mouvements par rapport à la caisse 6. Le coussinet 23 comprend un manchon extérieur rigide 24 en tôle et comportant un rebord 25 pour fixa- tion à la caisse 6 et une paroi latérale sensiblement conique 26, et un manchon intérieur rigide et sensible- ment cylindrique 27 Les manchons 24 et 27 sont reliés l'un à l'autre par un manchon intermédiaire déformable en matériau élastomère, par exemple en caoutchouc, qui est interposé entre eux et lié rigidement à eux Plus particulièrement, le manchon 30 est sensiblement interpo- sé entre une surface intérieure sensiblement conique 31. du manchon 24, et une surface extérieuri sensiblement cy- lindrique 32 du manchon intérieur 27 en regard de la sur- face 31 Le manchon 30 est fixé directement et rigidement aux surfaces 31 et 32 suivant n'importe quelle manière commode De préférence, le manchon 30 est fabriqué par moulage par injection de caoutchouc directement entre les manchons 24 et 27, moulage qui est suivi par une vulcanisation du caoutchouc de façon que celui-ci soit intimement lié aux surfaces 31 et 32 Un traitement de cette nature est bien connu. Néanmoins dans l'exemple représenté en figu- re 3, le manchon 30 a été réalisé de façon à enfermer la paroi latérale 26 pour faciliter l'extraction du coussinet 23 pendant les opérations de moulage par in- jection et de vulcanisation Le profil du manchon 30 dépend du type de contraintes auxquelles il sera soumis et sera par conséquent conçu de manière différente selon la rigidité que l'on souhaite conférer au coussinet 23. Le rebord 25 comporte des trous 34 pour le logement des boulons 21. Le roulement 22 est du type à butée radiale comportant un anneau de billes Le roulement 22 compor- te une cage intérieuresensiblement cylindrique 35 qui peut être fixée à une extrémité 28 de la tige 5 et une pluralité de corps roulants 36, constitués de billes, qui sont interposées entre la surface extérieure 37 de la cage 35 et une surface intérieure 38 en regard de la surface 37 du manchon intérieur 27 du coussinet 23, qui par conséquent constitue aussi la cage extérieure du roulement 22 Les billes 36 roulent entre une paire de courses annulaires dont la forme en coupe est celle d'un arc de circonférence, 39 et 40, qui sont réalisées dans des positions en regard et coaxiales, respectivement sur les surfaces 37 et 38 Le manchon 27 comporte en outre une saillie tubulaire 41 qui s'étend dans la direction axiale par rapport à la cage 35 et au-dessus de celle- ci, de façon à augmenter la surface d'ancrage du manchon 30 et à constituer le logement pour un bouchon 29 de cou- vercle. En utilisation (figure 2), le support élastique 18 est fixé rigidement à la caisse 6 au moyen du rebord La cage intérieure 35 est montée sur l'extrémité 28 contre le chapeau 14,qui repose sur un épaulement formé sur la tige 5 L'écrou 19, vissé sur la section 20, blo- que à la fois la cage 35 et le chapeau 14, qui se trou- ve ainsi assujetti rigidement à la tige 5 Lorsqu'on dirige la roue 2 et par conséquent le support 3 (figure 1), l'amortisseur 4 tourne par rapport à la caisse 6, faisant tourner les chapeaux 14 et 15, et par conséquent la cage 35, qui est libérée de la caisse 6 par les bil- les 36, tournent également La charge qui est imposée à la caisse 6 peut toujours être transférée au support 3 et à la roue associée 2, en ce sens que cette charge est transmise par les manchons 24, 30 et 27, les billes 36 et la cage 35 et de là, est transmise au chapeau 14 et via le ressort 9 au corps 7 de l'amortisseur 4 fixé au support 3 Les mouvements relatifs possibles de l'amor- tisseur 4 sont permis et amortis par le manchon déforma- brle 30 qui se déforme élastiquement tout en continuant à transmettreles charges entre la caisse 6 et l'amor- tisseur 4 et vice-versa La transmission des charges par les billes 36 est permise par le fait que les courses 39 et 40 ont une forme telle qu'elles permettent au roulement 22 de supporter également la poussée axiale Pour amélio- rer cette caractéristique, le roulement 22 peut également être du type à "quatre contacts", c'est-à-dire comporter des rainures ayant un profil en point de rebroussement au lieu d'avoir celui d'un arc de cercle de sorte que les billes 36 touchent le contour des courses 39 et 40 exac- tement à quatre points différents, d'o il résulte qu'il est possible de transmettre des charges axiales plus im- portantes. En figure 4, on a représenté en coupe un sup- port 42 semblable au support 18 Tous les composants qui sont les mêmes ou sont similaires aux composants déjà dé- crits ont la même référence Le support 42 ne diffère du support 18 que par quelques détails Le manchon 24 a la forme d'une coupe et comporte, ainsi que le rebord 25 et la paroi latérale conique 26, une paroi inférieure 43 dans laquelle est pratiqué un trou central 44 Le man- chon intérieur 27 comporte une saillie 41 ayant une sur- face extérieure sensiblement conique 45, dont l'extrémi- té étroite est dirigée dans le même sens que la surface intérieure 31 du manchon extérieur 24 de manière à fai- re varier, en même temps que le profil différent du man- chon 30, la caractéristique d'élasticité du coussinet 23. par rapport à celle du support 18 de la figure 3 En ou- tre, la présence de deux surfaces coniques en regard 31 et 45 ayant des angles similaires pour le c 6 ne permet au manchon élastique 30 de travailler surtout en compression sous l'effet des charges axiales au lieu de l'être en ci- saillement comme cela se produirait dans le cas de surfa- ces cylindriques Cela permet d'améliorer les performan- ces du support 42 par rapport à celles du support 18 de la figure 3. En marche, le support 42 peut être monté dans la suspension 1 à la place du support 18 et fonctionne d'une manière similaire sauf toutefois qu'il transmettra les charges axiales surtout par compression plutôt que par cisaillement Dans un mode de réalisation non repré- senté, la surface extérieure 32 du manchon intérieur 27 est entièrement conique de manière à améliorer encore-la transmission des charges par compression. En figures 5 et 6, on a représenté, respective- ment, la partie supérieure d'une suspension 47 semblable à la suspension 1 et un support élastique 48 semblable aux supports 18 et 42 déjà décrits Les composants qui sont les mêmes ou sont similaires à ceux déjà décrits ont le même numéro de référence. En liaison avec la figure 5, la suspension 47 est entièrement identique à la suspension 1 à l'exception du fait que dans la partie supérieure, sur la tige 5, en correspondance avec l'extrémité 28 est monté un chapeau 49 qui est sensiblement conique et a la forme d'une coupe, un bord 50 duquel étant en contact avec le ressort 9 Au chapeau 49 est d'autre part relié rigidement un couvercle de protection 16 de la tige 5 La tige 5 est mont rigi- dement sur un support élastique 48 qui est à son tour fi- xé à la caisse 6 par des boulons 21. Le support 48 (figure 6) comprend une douille déformable élastiquement 51 et un roulement de butée axia- le 52 Le coussinet 51 comprend un manchon extérieur 53 en forme de coupe, un manchon intérieur 54 qui a égale- ment la forme d'une coupe, et un manchon intermédiaire dé- formable 30 fixé par colle et/ou injection et vulcanisation directemént aux surfaces en regard, respectivement, la sur- face intérieure 31 du manchon 53 et la surface extérieure du manchon 54, surfaces qui sont sensiblement coniques, les conicités étant dans la même direction Le manchon 53 a, dans l'exemple représenté, un rebord 25 et une paroi latérale 55 comportant une partie conique 26 sur laquelle est disposée la surface 31 Cependant, dans un mode de réa- lisation non représenté, le manchon 53 peut avoir une pa- roi latérale 55 qui est entièrement conique, dont la sur- face intérieure est constituée par la surface 31 Le rou- lement 52 comprend une cage inférieure ou roulement de bu- tée sensiblement plat 57 dans lequel est pratiqué un trou 58 grâce auquel il peut être claveté à la tige 5, une plu- ralité de billes 36, qui dans un mode de réalisation non représenté peuvent être remplacées par une pluralité de rouleaux cylindriques, et une cage ou roulement supérieur de butée constitué par une paroi inférieure sensiblement plate 59 du manchon 54 Ce dernier comprend la paroi 59 et une paroi latérale sensiblement conique 60 délimitée extérieurement par la surface conique 45 Sur une partie 61 de la surface intérieure 62 du manchon 54, est formée une course annulaire 63 pour les billes 36, lesquelles roulent entre la course 63 et une course annulaire 64 en regard de la course 63 et formée sur une surface pla- te 65 de la cage 57 en regard de la partie 61 Dans la paroi inférieure 59 est en outre pratiqué un trou 66 dans lequel est logé, avec un certain jeu, une bague à épau- lerent 67 montée contre la surface 65 de la cage 57. En marche, le support 48 (figure 5) est monté sur une extrémité d'une suspension 47 pour le fixer à la caisse 6 Le manchon 53 est fixé à la caisse 6 par le re- bord 25, alors que la cage 57 est montée sur l'extrémité 28 contre le chapeau 49, qui est bloqué au-dessous con- tre un épaulement formé sur la tige 5 La cage 57 est d'autre part bloquée par un écrou 19 vissé à partir du dessus sur une section filetée 20 de façon à être compri- métcontre la bague à épaulement 67 Le fonctionnement du support 48 est semblable à celui du support 18 déjà dé- crit, sauf que le roulement 52 ne supporte que des pous- sées axiales. D'après la description précédente, les avanta- ges de la présente invention apparaîtront En particulier le fait que le manchon intérieur du coussinet déformable assume également la fonction de cage de roulement permet un montage simple et rapide et élimine les risques d'en- dommagement du roulement lui-même à la suite d'un montage incorrect D'autre part, comme le fonctionnement et le montage de tous les composants du support élastiques sont exécutés par le même fabricant, les erreurs et imperfec- tions dues à des différences de tolérances se trouvent évitées. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, el- le est au contraire susceptible de modifications et de va- riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Support élastique ( 18,42,48) pour amortis- seur ( 4) de suspension avant ( 1) de véhicule, qui peut être monté sur l'extrémité supérieure de l'amortisseur ( 4) de mapière à en permettre la fixation sur la caisse ( 6) du véhicule, comprenant un roulement composé d'élé- ments roulants ( 22,52) pour permettre à l'amortisseur ( 4) de tourner avec une faible friction autour de son axe, et un coussinet déformable élastiquement ( 23,51) compor- tant deux manchons rigides, respectivement un manchon intérieur ( 27,54) et un manchon extérieur ( 24,53) assu- jettis rigidement l'un à l'autre par un manchon élasti- que ( 30) en matériau élastomètre interposé entre une sur- face intérieure ( 31) du manchon extérieur ( 24,53) et une surface extérieure ('32,45) du manchon intérieur ( 27,54) et fixé rigidement et directement aux deux manchons,le coussinet ( 23,51) permettant à l'amortisseur ( 4) d'effec- tuer des mouvements par rapport à la caisse ( 6), caracté- risé en ce que le manchon intérieur ( 27,54) constitue éga- lement une première cage du roulement composé d'éléments roulants ( 22,52) , qui comporte une seconde cage ( 35,57) pouvant être montée rigidement sur la tige ( 5) de l'amor- tisseur ( 4) et une pluralité de corps ( 36) pouvant rouler entre des courses en regard ( 39,40,63,64) formées respec- tivement sur la seconde cage ( ( 35,57) et sur une surface intérieure ( 38,62) du manchon intérieur ( 27,54). 2 Support élastique ( 18) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le manchon extérieur ( 24) comprend un rebord ( 23) de fixation à la caisse ( 6) et une paroi latérale conique ( 26). 3 Support élastique ( 18) selon la revendica- tion 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la surface intérieure ( 31) du manchon extérieur ( 24) est sensiblement conique, la surface extérieure ( 32) du man- chon intérieur ( 27) étant sensiblement cylindrique. 4 Support élastique ( 42,48) selon la revendi- cation 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la surface intérieure ( 31) du manchon extérieur ( 24,53) est sensiblement conique, la surface extérieure( 32,45) du manchon intérieur ( 27,54) étant sensiblement conique et ayant son cône dirigé dans le même sens que la surfa- ce intérieure ( 31) du manchon extérieur ( 24,53). Support élastique ( 18, 42,43) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon élastique ( 30) est en caoutchouc, lequel a été moulé directement et fixé par vulcanisation sur le manchon extérieur ( 24,53) et le manchon intérieur ( 27, 54). 6 Support élastique ( 18,42) selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le roulement ( 22) composé d'éléments roulants est un rou- lement radial qui peut supporter également une poussée axiale. 7 Support élastique intégré ( 48) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le roulement composé d'éléments roulants ( 52) est un roulement de butée axiale. 8 Support élastique ( 18) selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le manchon intérieur ( 27) comporte une saillie ( 41) dirigée dans le sens axial par rapport à la seconde cage ( 35) du roulement ( 22), servant à augmenter la surface de contact du manchon élastique ( 30) et constituant le logement d'un bouchon de couverture ( 29).