Brevet FR2733563A1 — publié le 19961031

La présente invention concerne un dispositif perfectionné de suspension d'une roue de véhicule automobile. Elle s'applique en particulier à des dispositifs de suspension du type MAC PHERSON ou du type PSEUDO-MAC PHERSON. De tels dispositifs comprennent une jambe munie de deux éléments télescopiques reliés l'un à la caisse du véhicule et l'autre à un élément d'essieu de la roue, les deux éléments télescopiques étant positionnés l'un par rapport à l'autre par des paliers de guidage. La jambe comprend en général un amortisseur hydraulique ou un vérin de suspension hydro-pneumatique comportant un élément télescopique formant tige munie d'une extrémité portant un piston et montée coulissante dans l'autre élément télescopique formant corps tubulaire. Lorsque le dispositif de suspension est sollicité, la tige est soumise à des déplacements axiaux et angulaires par rapport au corps tubulaire. Ces déplacements engendrent entre la tige et les paliers des frottements relativement importants qui accélèrent l'usure de ces éléments. De plus, les frottements engendrés dans les dispositifs de suspension des roues directrices augmentent l'effort que doit fournir le conducteur pour manoeuvrer ces roues. L'invention a notamment pour but de diminuer les frottements entre la tige et les paliers afin de réduire l'usure de ces éléments et de faciliter la manoeuvre des roues directrices par le conducteur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de suspension d'une roue de véhicule automobile, du type comprenant une jambe munie de deux éléments télescopiques reliés l'un à la caisse du véhicule et l'autre à un élément d'essieu de la roue, les deux éléments téles copiques étant positionnés l'un par rapport à l'autre par au moins un palier de guidage, caractérisé en ce que le palier est un palier double coulissant à roulement à billes interposé entre deux surfaces cylindriques coaxiales en regard délimitant respectivement les deux éléments télescopiques, le palier à roulement étant déplaçable axialement et en rotation par contact des billes avec les surfaces cylindriques en regard. Suivant des caractéristiques de différents modes de réalisation de l'invention: - le palier à roulement comprend un manchon tubulaire comportant deux zones d'extrémités formant cages de support de billes et séparées par une zone intermédiaire formant entretoise, chaque cage portant au moins une couronne de billes - chaque cage porte deux ou trois couronnes de billes - la jambe comprend un vérin hydraulique comportant un premier élément télescopique formant corps tubulaire et un second élément télescopique formant tige munie d'une extrémité interne au corps portant un piston et montée coulissante dans le corps, et les deux surfaces cylindriques en regard délimitent l'une le contour externe de la tige et l'autre le contour interne d'une paroi du corps, le palier à roulement étant disposé autour de la tige entre le piston et une extrémité passante du corps traversée par la tige;; - le palier à roulement est espacé radialement de chacune des surfaces en regard par des jeux permettant la circulation axiale d'un liquide contenu dans le vérin ; - les extrémités du palier à roulement sont destinées à coopérer, lorsque la tige du vérin est dans une position d'extension maximale, l'une avec l'extrémité passante du corps du vérin, et l'autre avec une butée de talonnage portée par le piston - la jambe comprend un vérin hydraulique comportant un premier élément télescopique formant corps tubulaire et un second élément télescopique formant tige munie d'une extrémité interne au corps, portant un piston, montée coulissante dans le corps, et les deux surfaces cylindriques en regard délimitent l'une le contour externe d'une paroi cylindrique du corps et l'autre le contour interne d'une jupe cylindrique solidaire de la tige et entourant le corps, le palier à roulement étant disposé autour de la paroi cylindrique du corps, entre une extrémité passante de ce corps traversée par la tige et une extrémité passante de la jupe traversée par le corps - les extrémités passantes du corps et de la jupe comportent des épaulements radiaux entre lesquels est disposé le palier à roulement, ces épaulements étant espacés des extrémités correspondantes du palier à roulement par des distances identiques égales à au moins la moitié de la course maximale d'extension de la tige, en se référant à une position moyenne de la tige par rapport au corps - un ressort de positionnement axial moyen du palier est interposé entre un des épaulements radiaux et l'extrémité du palier tournée vers cet épaulement - l'extrémité passante du corps tubulaire comporte un bouchon traversé de façon coulissante par la tige et comportant deux bagues métalliques coaxiales d'étanchéité reliées entre elles par une masse en élastomère déformable radialement;; - l'extrémité passante du corps tubulaire comporte de plus un joint d'étanchéité annulaire à lèvre, juxtaposé axialement au bouchon - la tige est reliée à la caisse du véhicule et le corps tubulaire est relié à l'élément d'essieu du véhicule et délimite une chambre de travail s'étendant entre le piston et l'extrémité de liaison du corps tubulaire et communiquant avec un conduit d'alimentation en liquide sous pression ménagé axialement dans la tige et débouchant à travers le piston - la tige est reliée à l'élément d'essieu et le corps tubulaire est relié à la caisse du véhicule et délimite une chambre de travail s'étendant entre le piston et l'extrémité de liaison du corps tubulaire et communiquant avec un conduit d'alimentation en liquide sous pression ménagé à travers l'extrémité de liaison du corps tubulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple pour la compréhension de laquelle on se référe- ra aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale de ce dispositif de suspension - la figure 3 est une vue de détail, à échelle agrandie, de la partie désignée par l'accolade 3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne 4-4 de la figure 2 - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de suspension selon un second mode de réalisation de l'invention. On a représenté sur les figures 1 et 2 un dispositif de suspension 10, du type PSEUDO-MAC PHERSON, pour une roue avant 12 directrice d'un véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention. La roue 12 est portée par un pivot 14 relié de façon connue en soi à la caisse du véhicule par une jambe télescopique 16, sensiblement verticale, et par un bras ou triangle de suspension inférieur 18. Le pivot 14 est également relié à un ensemble de direction du véhicule par une biellette de direction 20. Cette biellette 20 permet de régler l'angle de braquage de la roue 12 autour d'un axe X passant par une articulation rotulante 22 reliant le triangle inférieur au pivot 14 et par l'extrémité de liaison de la jambe 16 avec la caisse du véhicule. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on voit que la jambe comprend un vérin hydraulique 16 comportant un premier élément télescopique formant corps tubulaire 24 et un second élément télescopique formant tige 26 munie d'une extrémité interne au corps 24, portant un piston 28, montée coulissante dans ce corps. L'extrémité externe de la tige 26 est reliée de façon connue en soi à une articulation élastique supérieure 30 fixée sur la caisse du véhicule. L'extrémité inférieure du corps 24 est reliée de façon connue en soi à une bride inférieure 32 prolongeant le pivot 14. Un soufflet pare-poussière 34, représenté en trait plein sur la figure 1 et en trait mixte sur la figure 2, est accroché de façon connue en soi entre le corps 24 et le support élastique 30 de manière à protéger l'extrémité externe de la tige 26. Le corps 24 est délimité par deux parois cylindriques coaxiales, l'une interne 36 et l'autre externe 38. Le piston 28 divise le volume interne du corps 24 en deux chambres de travail 40,42 dans lesquelles circule un liquide sous pression d'un dispositif de suspension hydro-pneumatique du véhicule. Ces deux chambres 40,42 communiquent entre elles de façon connue en soi, notamment par l'intermédiaire d'un jeu radial entre le piston 28 et la paroi cylindrique interne 36. Une première chambre de travail 40, s'étendant entre le piston 28 et l'extrémité de liaison inférieure du corps 24 avec le pivot 14, communique avec un conduit 44 d'alimentation en liquide sous pression ménagé axialement dans la tige 26 et débouchant à travers le piston. L'espace radial séparant les parois interne 36 et externe 38 délimite une chambre 46 de retour de liquide communiquant, par l'intermédiaire d'un orifice 48 ménagé dans la paroi externe 38, avec un circuit 50 de retour de liquide, connu en soi. La seconde chambre de travail 42 s'étend entre le piston 28 et une extrémité passante du corps 24 du vérin, munie d'un bouchon 52 traversé de façon coulissante par la tige 26. En se référant à la figure 3, dans laquelle le bouchon 52 est montré plus en détail, on voit que ce dernier comporte deux bagues métalliques coaxiales d'étanchéité 54,56, l'une centrale et l'autre périphérique, reliées entre elles par une masse 58 en élastomère déformable radialement. Ces bagues 54,56 portent des joints toriques d'étanchéité 60,62 destinés à coopérer par contact respectivement avec le contour externe de la tige 26 et le contour interne de la paroi cylindrique interne 36. La bague d'étanchéité périphérique 56 comporte un épaulement 64 permettant, d'une part, d'obturer l'extrémité supérieure de la chambre de retour de liquide 46, et d'autre part, de positionner axialement le bouchon 52 dans le corps 24 par coopération avec l'extrémité correspondante de la paroi cylindrique interne 36. L'extrémité passante du corps 24 du vérin comporte de plus un joint d'étanchéité annulaire à lèvre 66, entourant la tige 26 et en contact avec celle-ci, juxtaposé axialement au bouchon passant 52. L'ensemble bouchon joint à lèvre est serré contre l'extrémité de la paroi cylindrique interne 36 par un capuchon passant 68 vissé sur l'extrémité filetée de la paroi cylindrique externe 38. Le liquide parvenant à fuir à travers le bouchon 52 par des rainures appropriées non représentées est récupéré dans la chambre 46 de retour de liquide. En se référant à nouveau à la figure 2, on voit que le dispositif de suspension 10 comporte de plus un palier double coulissant à roulement à billes 70 qui est disposé autour de la tige 26, à l'intérieur de la seconde chambre de travail 42. Ce palier 70 est interposé entre les deux surfaces cylindriques coaxiales en regard délimitées respectivement par le contour externe de la tige 26 et par le contour interne de la paroi cylindrique interne 36. Le palier 70 est déplaçable axialement et en rotation par contact des billes avec les surfaces cylindriques en regard précisées ci-dessus. Le palier à roulement est constitué par un manchon tubulaire 70 comportant deux zones d'extrémités 70E formant cages de support de billes 72 (voir figure 4) séparées par une zone intermédiaire 70I formant entretoise. Chaque cage 70E porte au moins une couronne de billes 72, de préférence deux couronnes comme cela est représenté sur la figure 2. Le manchon 70 est espacé radialement du contour externe de la tige 26 et du contour interne de la paroi cylindrique interne 36 par des jeux permettant la circulation axiale du liquide. Lorsque la tige 26 est dans une position d'extension maximale, les extrémités du manchon 70 coopérent, l'une (supérieure) avec le bouchon passant 52 et l'autre (inférieure) avec une butée de talonnage élastique 74 dite de détente portée par le piston 28. Par conséquent, en se référant à la position moyenne de la tige 26 par rapport au corps 24, les cages 70E du manchon sont espacées respectivement du bouchon passant 52 et de la butée de talonnage 74 d'une même distance D égale à la moitié de la course maximale d'extension de la tige 26. On notera qu'en position d'enfoncement maximal de la tige 26 à l'intérieur du corps 24, le capuchon passant 68 est en appui contre une butée de talonnage élastique 76 dite d'attaque solidaire du support élastique 30. Suivant une variante de réalisation du dispositif de suspension 10, celui-ci peut comporter de plus un ressort de suspens ion classique dont les spires terminales sont encastrées dans deux coupelles d'appui, l'une, inférieure, étant solidaire du corps du vérin, et l'autre, supérieure, étant reliée à l'articulation élastique 30 par interposition d'un roulement permettant la rotation relative du corps et de la tige. On a représenté sur la figure 5 un dispositif de suspension 10A, du type PSEUDO-MAC PHERSON, selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Dans ce cas le vérin 16 est inversé, c'est-à-dire que le corps 24 tubulaire est relié à l'articulation élastique 30 et la tige 26 d'amortisseur est reliée à la bride de fixation 32 prolongeant le pivot 14. La première chambre de travail 40 communique avec un conduit 80 d'alimentation en liquide sous pression ménagé à travers l'extrémité de liaison du corps 24 avec la caisse du véhicule. Les deux chambres de travail 40,42 communiquent entre elles de façon connue en soi, notamment au moyen d'orifices ménagés à travers le piston 28 et d'un jeu radial entre ce piston 28 et la paroi cylindrique interne 36. La chambre 46 de retour de liquide est reliée à un circuit de retour de liquide classique par un conduit 82 ménagé à travers l'extrémité de liaison du corps 24. Une jupe cylindrique 84 solidaire de la tige 26 d'amortisseur est reliée par une extrémité à la bride 32. Cette jupe 84 entoure l'extrémité externe au corps 24 de la tige 26 ainsi qu'une partie du corps 24. L'extrémité passante de la jupe 84, traversée par le corps 24 d'amortisseur, comporte un capuchon passant 86. Un soufflet pare-poussière 88 est fixé de façon connue en soi entre l'articulation élastique 30 et la jupe cylindrique 84 de manière à protéger la partie du corps 24 externe à cette jupe. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, le manchon tubulaire 70 est placé autour de la paroi cylindrique externe 38 du corps 24, entre des épaulements radiaux délimités par le capuchon 68 de l'extrémité passante du corps 24 et le capuchon 86 de l'extrémité passante de la jupe 84. Le manchon tubulaire 70 est donc placé entre deux surfaces cylindriques coaxiales en regard délimitées respectivement par le contour externe du corps 24 et par le contour interne de la jupe 84. Dans ce cas, les extrémités 70E du manchon, formant cages, portent chacune trois couronnes de billes 72. Un ressort 90 de positionnement axial moyen du manchon 70 est interposé entre l'épaulement radial formé par le capuchon 68 de l'extrémité passante du corps et l'extrémité 70E du manchon tourné vers cet épaulement. Le ressort 90 permet notamment de garantir le positionnement axial correct du manchon lors du montage du dispositif de suspension 10A. Les capuchons passants 68,86 sont espacés des extrémités correspondantes 70E du manchon par des distances identiques D' égales au moins à la moitié de la course maximale d'extension de la tige 26, ceci en se référant à la position moyenne de la tige 26 par rapport au corps 24. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. L'invention s'applique à tout dispositif de suspension d'une roue de véhicule automobile comportant une jambe munie de deux éléments télescopiques reliés l'un à la caisse du véhicule et l'autre à un élément d'essieu de la roue, le palier à roulement à billes étant interposé entre deux surfaces cylindriques coaxiales en regard délimitant respectivement les deux éléments télescopiques. L'invention comporte de nombreux avantages. En particulier, elle permet de diminuer les frottements entre la tige et les éléments de guidage de celle-ci et de réduire par conséquent l'usure de ces éléments. Lorsque des dispositifs de suspension selon l'invention équipent les roues directrices du véhicule, la manoeuvre de ces roues par le conducteur est facilitée. Le bouchon 52 traversé par la tige permet d'obtenir une fermeture étanche du corps 24 du vérin tout en réduisant les frottements au contact de la tige 26 d'amortisseur. En effet, la masse en élastomère 58 permet au bouchon 52 de se déformer radialement sous l'effet d'une éventuelle flexion de la tige 26, ceci sans augmenter notablement les frottements entre cette tige et le bouchon. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension d'une roue (12) de véhicule automobile, du type comprenant une jambe (16) munie de deux éléments télescopiques (24,26;84) reliés l'un à la caisse du véhicule et l'autre à un élément (14) d'essieu de la roue, les deux éléments télescopiques (24,26;84) étant positionnés l'un par rapport à l'autre par au moins un palier de guidage, caractérisé en ce que le palier est un palier double coulissant (70) à roulement à billes interposé entre deux surfaces cylindriques coaxiales en regard délimitant respectivement les deux éléments télescopiques (24,26;84), le palier à roulement (70) étant déplaçable axialement et en rotation par contact des billes (72) avec les surfaces cylindriques en regard. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier à roulement comprend un manchon tubulaire (70) comportant deux zones d'extrémités (70E) formant cages de support de billes séparées par une zone intermédiaire (70I) formant entretoise, chaque cage (70E) portant au moins une couronne de billes (72). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cage (70E) porte deux ou trois couronnes de billes (72). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jambe comprend un vérin hydraulique (16) comportant un premier élément télescopique formant corps (24) tubulaire et un second élément télescopique formant tige (26) munie d'une extrémité interne au corps (24) portant un piston (28) et montée coulissante dans le corps, et en ce que les deux surfaces cylindriques en regard délimitent l'une le contour externe de la tige (26) et l'autre le contour interne d'une paroi (36) du corps, le palier à roulement (70) étant disposé autour de la tige (26) entre le piston (28) et une extrémité passante du corps (24) traversée par la tige (26). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le palier à roulement (70) est espacé radialement de chacune des surfaces en regard par des jeux permettant la circulation axiale d'un liquide contenu dans le vérin. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les extrémités (70E) du palier à roulement sont destinées à coopérer, lorsque la tige (26) du vérin est dans une position d'extension maximale, l'une avec l'extrémité passante du corps (24) du vérin, et l'autre avec une butée de talonnage (74) portée par le piston (28). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jambe comprend un vérin hydraulique (16) comportant un premier élément télescopique formant corps (24) tubulaire et un second élément télescopique formant tige (26) munie d'une extrémité interne au corps (24), portant un piston (28), montée coulissante dans le corps, et en ce que les deux surfaces cylindriques en regard délimitent l'une le contour externe d'une paroi cylindrique (38) du corps (24) et l'autre le contour interne d'une jupe cylindrique (84) solidaire de la tige (26) et entourant le corps (24), le palier à roulement (70) étant disposé autour de la paroi cylindrique (38) du corps (24), entre une extrémité passante de ce corps (24) traversée par la tige (26) et une extrémité passante de la jupe (84) traversée par le corps (24). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les extrémités passantes du corps (24) et de la jupe (84) comportent des épaulements radiaux (68,86) entre lesquels est disposé le palier à roulement (70), ces épaulements étant espacés des extrémités correspondantes du palier à roulement par des distances identiques (D') égales à au moins la moitié de la course maximale d'extension de la tige (26), en se référant à une position moyenne de la tige (26) par rapport au corps (24). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort (90) de positionnement axial moyen du palier (70) est interposé entre un des épaulements radiaux (68,86) et l'extrémité du palier tournée vers cet épaulement. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'extrémité passante du corps tubulaire (24) comporte un bouchon (52) traversé de façon coulissante par la tige (26) et comportant deux bagues métalliques coaxiales d'étanchéité (54,56) reliées entre elles par une masse (58) en élastomère déformable radialement. 11. Dispositif selon la revendication 10, carac térisé en ce que l'extrémité passante du corps tubulaire (24) comporte de plus un joint d'étanchéité annulaire à lèvre (66) juxtaposé axialement au bouchon (52). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que la tige (26) est reliée à la caisse du véhicule et le corps tubulaire (24) est relié à l'élément (14) d'essieu du véhicule et délimite une chambre de travail (40) s'étendant entre le piston (28) et l'extrémité de liaison du corps tubulaire (24) et communiquant avec un conduit (44) d'alimentation en liquide sous pression ménagé axialement dans la tige (26) et débouchant à travers le piston (28). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que la tige (26) est reliée à l'élément (14) d'essieu et le corps tubulaire (24) est relié à la caisse du véhicule et délimite une chambre de travail (40) s'étendant entre le piston (28) et l'extrémité de liaison du corps tubulaire (24) et communiquant avec un conduit (80) d'alimentation en liquide sous pression ménagé à travers l'extrémité de liaison du corps tubulaire (24).