Brevet FR2778606A1 — publié le 19991119

Dispositif de butée de suspension. L'invention concerne le domaine des butées de suspension utilisées, en particulier, sur les véhicules automobiles dans les jambes de suspension télescopiques des roues directrices. La butée de suspension est généralement disposée dans la partie supérieure de la jambe de suspension, entre une coupelle inférieure métallique, servant également de siège d'appui pour le ressort de suspension, et un bloc-support élastique. Le bloc-support élastique est composé d'éléments métalliques et d'élastomère et est solidaire de la caisse du véhicule. Le ressort de suspension est disposé autour de la tige d'un piston d'amortisseur dont l'extrémité, généralement l'extrémité de tige du piston, est solidaire du bloc-support élastique. La butée de suspension permet ainsi de transmettre des efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule tout en autorisant un mouvement angulaire relatif entre la coupelle d'appui du ressort, mobile en rotation, et le bloc-support élastique fixe solidaire de la caisse. Ce mouvement angulaire relatif peut découler d'un braquage de la roue directrice et/ou de la compression du ressort de suspension. Il est important de faciliter le transport et l'assemblage de la butée de suspension avec les pièces environnantes et en particulier avec la coupelle métallique formant siège d'appui pour le ressort. A cet effet, le document US-A-4 995 737 propose de munir chacune des bagues du roulement de butée de suspension d'un capot en matière plastique. Chaque capot possède des protubérances de retenue axiale de l'autre capot et l'un des deux capots possède des crochets susceptibles de coopérer avec des lumières aménagées dans la coupelle inférieure. On peut ainsi constituer un ensemble indémontable entre la butée de suspension et la coupelle inférieure, ce qui facilite les opérations de transport et de manipulation du sous-ensemble butée/coupelle, les opérations de montage du sous-ensemble dans le système de jambe de suspension du véhicule et l'automatisation d'au moins une partie de ces opérations. Un tel dispositif présente toutefois certains inconvénients - il oblige à utiliser deux capots en matière plastique, d'o une augmentation du coût et de l'encombrement axial de l'ensemble; - il oblige à aménager en un endroit précis de la coupelle inférieure une ouverture pour coopérer avec le crochet du capot inférieur, d'o une augmentation de coût, - au montage, il est nécessaire d'orienter angulairement le capot inférieur de la butée par rapport à l'ouverture de la coupelle, ce qui complique cette opération et son éventuelle automatisation, là encore le coût s'en trouvant augmenté. Le document DE U 295 06 796 montre une butée de suspension comprenant un roulement à deux bagues métalliques, la bague inférieure étant en contact avec un capot inférieur en plastique qui sert également à l'appui du ressort, ce qui exclut la possibilité d'utiliser la coupelle d'appui comme chemin de roulement pour les éléments roulants. La présente invention se propose de résoudre ces problèmes par des moyens simples, peu onéreux et permettant de réduire à la fois le nombre de pièces, l'encombrement axial, les coûts et de simplifier le processus d'assemblage. Le dispositif de butée de suspension, selon l'invention, est du type comprenant un roulement formant butée axiale disposé entre une coupelle d'appui pour un ressort et un bloc-support élastique solidaire de la caisse du véhicule. Le roulement comprend une bague supérieure en contact avec le bloc-support élastique, et une bague inférieure en contact avec la coupelle d'appui. Le dispositif possède des moyens de retenue axiale de la coupelle d'appui pour le ressort en vue de constituer un ensemble unitaire, la bague supérieure supportant un organe d'étanchéité pourvu d'une partie active coopérant avec la coupelle d'appui. La partie active de l'organe d'étanchéité coopérant avec la coupelle d'appui pour le ressort assure la retenue axiale de ladite coupelle d'appui par rapport à la butée. On constitue ainsi un ensemble unitaire butée-coupelle sans pièce supplémentaire et sans augmentation de l'encombrement. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étanchéité est fixé sur la périphérie de la bague supérieure. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étanchéité comprend un joint d'étanchéité annulaire et une enveloppe annulaire métallique sertie sur la bague supérieure et apte à maintenir le joint d'étanchéité. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étanchéité comprend un joint d'étanchéité annulaire monobloc pourvu de moyens de solidarisation avec la bague supérieure. Avantageusement, l'organe d'étanchéité comprend une lèvre d'étanchéité coopérant avec une portée de la coupelle. Cette lèvre d'étanchéité peut être précontrainte axialement sur la portée de la coupelle. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étanchéité comprend une portion radiale annulaire disposée en regard d'une portion radiale annulaire de la coupelle et formant une étanchéité par passage étroit. L'organe d'étanchéité peut comporter un élément métallique fixé sur la bague supérieure et s'étendant en regard de la coupelle. Avantageusement, la coupelle et la bague inférieure sont monobloc. On obtient ainsi de façon particulièrement économique un ensemble regroupant la butée de suspension et la coupelle inférieure formant siège d'appui du ressort. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titres d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale de la partie supérieure d'un système de suspension de véhicule, incluant une butée conforme à l'invention; la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d'une butée de suspension conforme à l'invention; et les figures 3 à 5 montrent des variantes du mode de réalisation de la figure 2. L'amortisseur comprend un cylindre 1 dans lequel peut coulisser un piston dont la tige 2 est liée par son extrémité supérieure à un bloc- support élastique 3. Le bloc-support élastique 3 est fixé à un élément du châssis 4 et comporte: - un élément de liaison intérieur 5, réalisé en deux parties 5a et b et sur lequel vient se monter l'extrémité de la tige 2 du piston d'amortisseur au moyen d'un écrou 6, - un élément de liaison extérieur 7 servant à la solidarisation avec le châssis 4, - une coupelle supérieure 8 servant de siège d'appui pour le roulement de butée 9, - un bloc de caoutchouc 10 adhérisé à la surface de ces trois pièces et réalisant une liaison entre celles-ci avec filtration des vibrations. L'élément de liaison extérieur 7 est à une extrémité fixé au châssis 4, par exemple par vissage, et à l'autre extrémité est disposé axialement entre les deux parties 5a et 5b. La coupelle supérieure 8 est disposée axialement au niveau de l'élément de liaison intérieur 5, mais est de diamètre supérieur. On voit également le ressort de suspension 1 1 dont l'extrémité supérieure s'appuie sur une coupelle inférieure 12 qui, à son tour, s'appuie également sur le roulement de butée 9. Comme on le voit mieux sur la figure 2, la coupelle supérieure 8 comprend une portion cylindrique 8a s'étendant vers le bas, à l'opposé du châssis 4, et une portion radiale 8b s'étendant vers l'intérieur, l'ensemble de la coupelle supérieure 8 étant noyé dans le matériau élastique utilisé dans le bloc-support élastique 3 qui offre à proximité de ladite coupelle supérieure 8 une portion radiale formant portée d'appui 16 et une portée axiale 17 définie par une protubérance axiale annulaire 18 dans laquelle est noyée la portion cylindrique 8a. La butée de suspension 9, proprement dite, comprend une bague supérieure 13 et une bague inférieure 14 en tôle, entre lesquelles sont logées des billes 15. Les billes 15 du roulement de butée 9 sont maintenues par une cage 19 en matériau synthétique, qui se prolonge du côté intérieur par une lèvre d'étanchéité 19a venant frotter sur la bague inférieure 14, et par une lèvre 19b venant frotter sur la bague supérieure 13. La bague supérieure 13 comprend une portion toroidale 13a formant piste de roulement pour les billes 15. Cette portion toroidale 13a se prolonge vers l'intérieur et vers le bas par une portion cylindrique 13b en contact avec la lèvre 19b, et vers l'extérieur par une portion radiale 13c en contact avec la portée d'appui 16 puis par une portion cylindrique 13d dirigée vers le bas en contact avec la portée axiale 17. Un rebord radial 13e s'étend vers l'extérieur à partir de l'extrémité inférieure libre de la portion cylindrique 13d. La bague inférieure 14 comprend une portion toroidale 14a formant une piste de roulement pour les billes 15 et se prolongeant vers l'intérieur et vers le bas par une portion toroidale 14b supplémentaire de concavité opposée et en concordance de forme avec la coupelle 12. La bague inférieure 14 et le ressort 1 1 sont en contact avec la coupelle 12, de part et d'autre d'une portion radiale 12a qui s'étend vers l'extérieur au-delà du ressort 11. Sur le rebord radial 13e formant la périphérie de la bague supérieure 13 est fixé un organe d'étanchéité 20 empêchant l'introduction d'éléments extérieurs entre la bague supérieure 13 et la coupelle 12. L'organe d'étanchéité 20 comprend un élément métallique annulaire 21 et un joint 22 réalisé en matériau souple, par exemple en élastomère ou en caoutchouc naturel. L'élément métallique 21 serti sur la périphérie de la bague supérieure 13 après la mise en place du joint 22, est à section en U à branches radiales orientées vers l'intérieur avec une branche radiale supérieure 21 a en contact avec la face supérieure du rebord radial 13e de la bague supérieure 13, une branche radiale inférieure 21lb disposée sous la portion radiale 12a de la coupelle 12 et d'alésage légèrement supérieur au diamètre extérieur de cette dernière, et un fond cylindrique 21c joignant les branches radiales 21a et 21b. Le joint 22 est disposé entre les branches supérieure 21a et inférieure 21b de l'élément métallique 21 en contact avec le fond 21c et s'étend entre le rebord 13e et la branche inférieure 21b, et entoure radialement la périphérie de la portion radiale 12a de la coupelle 12. Le joint 22 comprend en plus une lèvre 23 issue de son alésage 22a à proximité de la branche inférieure 21b et s'étendant vers l'intérieur et vers le haut jusqu'à venir en contact avec la face inférieure de la portion radiale 12a de la coupelle 12. On prévoit que le matériau constituant le joint 22 et la lèvre 23, bien qu'étant d'une certaine souplesse, soit suffisamment rigide pour maintenir ensemble la coupelle 12 et la bague supérieure 13, ainsi que la bague inférieure 14 et les billes 15 avant le montage de cet ensemble entre le bloc-support élastique 3 et le ressort 11. La branche inférieure 21b de l'élément métallique 21 permet d'assurer la retenue axiale du joint 22. On peut aussi prévoir que la portée cylindrique 17 du bloc-support élastique 3 soit de diamètre très légèrement inférieur à celui de la portion cylindrique 13d de la bague extérieure 13, pour exercer sur ladite portion cylindrique 13d une légère précontrainte de façon que le bloc-support élastique 3 et la bague supérieure 13 soient capables de se maintenir ensemble au cours du montage. Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 est semblable au précédent, à ceci près que l'organe d'étanchéité 20 est dépourvu d'élément métallique. L'organe d'étanchéité 20 est monobloc, le joint 22 étant pourvu d'une prolongation 24 dirigée vers le haut qui entoure la périphérie du rebord radial 13e et qui est pourvue d'une pluralité de crochets 25 venant faire radialement saillie sur la face supérieure du rebord radial 13e et assurer ainsi la retenue axiale dudit organe d'étanchéité sur la bague supérieure 13. Les crochets 25 sont élastiques et chanfreinés pour être aptes à passer autour de la périphérie du rebord radial 13e lors de l'assemblage de l'organe d'étanchéité 20 et de la bague supérieure 13. En variante, on peut remplacer les crochets par un bourrelet continu formant retenue axiale. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, l'organe d'étanchéité 20 est également monobloc mais comprend seulement un élément métallique 26 serti sur la périphérie de la bague supérieure 13 et de forme sensiblement similaire à celle de l'élément métallique 21 de la figure 2, à ceci près que la branche radiale inférieure 26b s'étend partiellement sous la portion radiale 12a de la coupelle inférieure 12 en formant un passage étroit avec cette dernière, et en assurant la retenue axiale de ladite coupelle 12 par rapport à la bague supérieure 13. Cette variante est particulièrement économique. Le mode de réalisation de la figure 5 est proche de celui de la figure 2, à ceci près que la coupelle 12 d'appui pour le ressort sert également de bague inférieure aux billes 15 du roulement 9. La coupelle 12 comprend à partir du bord interne de la portion radiale 12a une portion toroïdale 12b formant bague inférieure. La portion cylindrique 13b de la bague supérieure 13 forme un passage étroit avec la coupelle 12 à proximité de la portion toroïdale 12b pour assurer l'étanchéité du roulement 9. Cette version est là encore très économique. Grâce à l'invention, on obtient une butée de suspension facile à manipuler avant montage, ce qui réduit les coûts de fabrication du véhicule. Cette butée garantit également une étanchéité satisfaisante et ne comporte qu'un faible nombre de pièces. REVENDICATIONS 1. Dispositif de butée de suspension du type comprenant un roulement (9) formant butée axiale disposé entre une coupelle d'appui (12) pour un ressort et un bloc-support élastique (3) solidaire de la caisse du véhicule, le roulement comprenant une bague supérieure (13) en contact avec le bloc-support élastique, et une bague inférieure (14) en contact avec la coupelle d'appui pour le ressort, ledit dispositif possédant des moyens de retenue axiale de la coupelle d'appui en vue de constituer un ensemble unitaire, la bague supérieure supportant un organe d'étanchéité (20) pourvu d'une partie active coopérant avec la coupelle d'appui pour le ressort, caractérisé par le fait que la partie active de l'organe d'étanchéité assure la retenue axiale de la coupelle d'appui pour le ressort par rapport à la butée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité est fixé sur la périphérie de la bague supérieure. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité comprend un joint d'étanchéité annulaire (22) et une enveloppe annulaire métallique (21) sertie sur la bague supérieure et apte à maintenir ledit joint d'étanchéité. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité comprend un joint d'étanchéité annulaire monobloc pourvu de moyens de solidarisation (25) avec la bague supérieure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité comprend une lèvre d'étanchéité (23) coopérant avec une portée de la coupelle. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la lèvre d'étanchéité est précontrainte axialement sur la portée de la coupelle. 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité comprend une portion radiale annulaire (26b) disposée en regard d'une portion radiale annulaire de la coupelle et formant une étanchéité par passage étroit. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'organe d'étanchéité comporte un élément métallique (26) fixé sur la bague supérieure et s'étendant en regard de la coupelle. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la coupelle d'appui pour le ressort et la bague inférieure sont monobloc.