Brevet FR2866401A1 — publié le 20050819

Dispositif de butée de suspension. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de butée de suspension utilisés en particulier sur les véhicules automobiles dans les jambes de suspension des roues directrices. L'invention concerne plus particulièrement le dispositif de butée de suspension comprenant une bague supérieure et une bague inférieure entre lesquelles sont disposées des éléments roulants sous la forme de billes et de rouleaux. Les bagues inférieure et supérieure sont disposées dans des éléments d'appui, tels que des capots ou des coupelles métalliques. Une butée de suspension est généralement disposée dans la partie supérieure de la jambe de suspension, entre un ressort de suspension et un élément supérieur solidaire de la caisse du véhicule. Le ressort est installé autour de la tige du piston amortisseur dont l'extrémité est solidarisée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un bloc élastique filtrant les vibrations. Le roulement de butée de suspension permet un mouvement de rotation entre la coupelle d'appui du ressort, mobile en rotation, et le bloc support élastique qui est fixé à la caisse du véhicule. Le mouvement angulaire relatif entre la coupelle d'appui du ressort et le bloc élastique découle d'un braquage de la roue directrice et/ou de la compression du ressort de suspension. La butée de suspension permet également de transmettre les efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule. Il est important de faciliter le transport et l'assemblage de la butée de suspension en constituant un ensemble unitaire. Les éléments d'appui, tels que des capots ou des coupelles métalliques, avec lesquels les bagues intérieure et extérieure du roulement sont 2866401 2 directement en contact comportent souvent un moyen de retenue axiale permettant un encliquetage des pièces. A cet effet, le document FR-A-2 779 096 décrit une butée de suspension comprenant un roulement formant butée, une coupelle d'appui pour un ressort et un bloc-support élastique. Le roulement comprend une bague supérieure et une bague inférieure. La bague supérieure est disposée dans un capot supérieur annulaire formant interface entre la bague supérieure et le bloc élastique, et une bague inférieure. Il est également prévu un capot inférieur annulaire formant interface entre la bague inférieure et la coupelle d'appui du ressort. Un capot comprend une lèvre s'étendant en direction de l'alésage d'une jupe de l'autre capot en formant un passage étroit et en coopérant avec un moyen de retenue de la jupe comprenant un ergot formant crochet, pour autoriser un mouvement axial dans un sens tout en interdisant un mouvement axial inverse. L'interférence radiale de l'encliquetage est en général relativement réduite car elle est uniquement destinée à assurer une retenue axiale pour la manutention des capots. Les capots étant réalisés en une matière synthétique relativement rigide, par exemple du polyamide PA 6.6 chargé de fibres de verre, une interférence forte pourrait provoquer des contraintes inacceptables sur le matériau et des fissurations ou ruptures locales. Cependant, afin d'éviter après montage du véhicule, tout risque d'interférence radiale entre la surface cylindrique interne de la jupe du capot supportant les crochets et la lèvre de l'autre capot, il est généralement prévu un jeu radial relativement important. En effet, un contact entre ces deux surfaces génèrerait un couple et éventuellement des bruits inacceptables. 2866401 3 Toutefois, la subsistance d'un tel jeu radial peut présenter des effets néfastes. En effet, un capot peut lors de manipulations avant le montage et lors du montage de la butée sur la jambe de force de la suspension se décentrer radialement par rapport à l'autre capot. Les crochets, situés du côté où existe le plus grand jeu radial, risquent alors de ne plus interférer avec la lèvre de l'autre capot pouvant provoquer ainsi un démontage de l'ensemble de la butée. En outre, lors de la manipulation et du montage de la butée sur la jambe de force, des efforts axiaux non uniformément répartis sur le capot peuvent engendrer un couple de basculement du capot générant un bâillement et un désencliquetage dudit capot. Le montage de la butée peut être alors défectueux et engendrer un fonctionnement incorrect de la butée avec génération de bruit. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en 15 proposant un dispositif de butée de suspension permettant un fonctionnement fiable et silencieux. A cet effet, le dispositif de butée de suspension comprend un roulement formant butée axiale, disposé entre une coupelle inférieure d'appui et un capot supérieur d'appui, le roulement comprenant une bague supérieure disposée à l'intérieur du capot et une bague inférieure en contact avec la coupelle. Le capot comprend une jupe externe venant coiffer la surface extérieure de la coupelle, et pourvue d'un moyen de retenue axiale apte à coopérer avec un moyen de retenue axiale complémentaire de la coupelle. Le capot comprend, en outre, au moins une saillie disposée sur l'alésage de la jupe externe et dirigée vers l'intérieur en direction de la coupelle, ladite saillie étant située axialement sensiblement au niveau de la coupelle. Avec un tel dispositif, le capot peut être monté sur la coupelle sans orientation angulaire préalable et permettre le maintien du 2866401 4 centrage du capot sur la coupelle afin de limiter les risques de désencliquetage accidentel lors des opérations de manipulation, de transport et de montage. Un tel dispositif présente, en outre, l'avantage de comprendre un capot muni d'une jupe ayant une épaisseur faible permettant une certaine déformation élastique et un encliquetage relativement aisé lors de l'opération de montage. Le dispositif permet également d'éviter une mise en travers et un désaxement du capot. Ainsi, on dispose d'un capot supérieur particulièrement économique et apte à diminuer le jeu radial compris entre l'alésage de la jupe externe et la coupelle, limitant ainsi un désencliquetage et permettant de constituer un ensemble unitaire pouvant être manipulé et transporté avec des risques de séparation accidentelle de ses éléments particulièrement faible. Avantageusement, la saillie est située axialement sensiblement au niveau du moyen de retenue axiale de la coupelle. Avec un tel dispositif de butée de suspension, on limite de façon encore plus efficace le risque de désencliquetage en réduisant le jeu radial compris entre le moyen de retenue de la coupelle et l'alésage de la jupe externe. Dans un mode de réalisation, la saillie et le capot sont réalisés de façon monobloc. De préférence, la saillie s'étend radialement en direction de la coupelle. La saillie peut comprendre en section axiale un profil convexe en arc de cercle. Le capot peut avantageusement comprendre entre trois et six saillies. Avec un tel dispositif de butée de suspension muni de trois à six saillies le risque de basculement du capot du à des efforts non uniformément répartis est sensiblement réduit. 2866401 5 La saillie peut comprendre une dimension radiale sensiblement égale à 20% de la dimension radiale du moyen de retenue axiale situé sur le capot. Dans un mode de réalisation, la saillie est disposée axialement entre le moyen de retenue du capot et une portion d'appui radiale du capot prolongeant la jupe externe. Avantageusement, la saillie comprend une surface axiale ayant une hauteur sensiblement supérieure à la hauteur axiale du moyen de retenue de la coupelle. Dans un mode de réalisation, la saillie comprend une surface axiale directement en contact avec une surface de révolution de la coupelle d'appui. Dans un autre mode de réalisation, la saillie laisse subsister, entre ladite saillie et une surface de révolution de la coupelle d'appui, un espace radial. Dans un mode de réalisation, la saillie est alignée circonférentiellement avec le moyen de retenue axiale situé sur le capot. Dans un autre mode de réalisation, la saillie est décalée circonférentiellement par rapport au moyen de retenue situé sur le capot. L'invention propose également une jambe de force comprenant un amortisseur pourvu d'une tige et d'un dispositif de butée de suspension comprenant un roulement formant butée axiale, disposé entre une coupelle inférieure d'appui et un capot supérieur d'appui. Le roulement comprend une bague supérieure disposée à I'intérieur du capot et une bague inférieure en contact avec la coupelle, le capot comprenant une jupe externe venant coiffer la surface extérieure de la coupelle, et pourvue d'un moyen de retenue axiale apte à coopérer 2866401 6 avec un moyen de retenue axiale complémentaire de la coupelle. Le capot comprend, en outre, au moins une saillie disposée sur l'alésage de la jupe externe et dirigée vers l'intérieur en direction de la coupelle, ladite saillie étant située axialement sensiblement au niveau de la coupelle. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale de la partie supérieure d'un système de suspension d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif de butée selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail du dispositif de butée de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2, et -la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de butée selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, une butée de suspension 1 est montée entre un siège d'appui supérieur 2 et un siège d'appui inférieur 3. Une coupelle inférieure d'appui 4 est intercalée entre la butée de suspension 1 et le siège d'appui 3. Le siège d'appui 2, représenté schématiquement en pointillé, est apte à venir, directement ou indirectement, en appui dans un élément d'un châssis du véhicule automobile. Le siège d'appui 2 comprend généralement une coupelle présentant une forme annulaire à section en L. Le siège d'appui 3, réalisé ici en matériau synthétique, est conformé de façon à recevoir une extrémité supérieure d'un ressort de suspension 5. Le siège d'appui 3 présente une surface axiale extérieure sensiblement cylindrique 3a prolongée à son extrémité supérieure, vers l'extérieur, par une surface arrondie, puis par une surface sensiblement hélicoïdale 3b, en contact avec la spire de l'extrémité supérieure du ressort 5. La surface 3a permet un centrage du ressort 5 sur le siège d'appui 3. A partir du bord extérieur de la surface hélicoïdale 3b, s'étend une surface axiale 3c se prolongeant par une surface 3d tronconique. Le siège d'appui 3 comprend, à partir de l'extrémité supérieure de la surface 3d tronconique, une surface supérieure concave de forme sensiblement toroïdale 3e s'étendant vers le bas, c'est à dire en direction du ressort 5. La surface supérieure sensiblement toroïdale 3e se prolonge vers l'intérieur par une surface radiale 3f, à partir de laquelle s'étend une surface arrondie puis une surface axiale 3g de petit diamètre. La coupelle d'appui 4 annulaire comprend une portion radiale 4a en concordance de forme et en contact du côté inférieur avec la surface supérieure sensiblement toroïdale 3e du siège d'appui 3, et du côté supérieur avec la butée de suspension 1. La portion radiale 4a se prolonge, à partir de son extrémité extérieure vers l'extérieur et vers le haut en direction du siège d'appui 2, par une portion courbe 4c présentant en section droite un profil concave du côté de la butée de suspension 1 qui se prolonge radialement vers l'extérieur par une petite collerette 4h délimitée sur sa périphérie par une surface extérieure de révolution sensiblement axiale 4d. La portion radiale 4a se prolonge vers le bas à partir de son extrémité intérieure par une portion axiale 4b, dont la surface extérieure est en contact avec la surface axiale 3g du siège d'appui 3. La portion axiale 4b se prolonge à son extrémité inférieure, vers l'intérieur, par une portion arrondie et par une portion 4e tronconique. La portion tronconique 4e est prolongée vers l'intérieur par une 2866401 8 portion 4f radiale comprenant un alésage 4g apte à permettre le passage d'une tige d'un piston d'amortisseur (non représenté). La coupelle d'appui 4 permet de réaliser un appui axial de la butée de suspension 1. Comme illustrée plus visiblement sur la figure 2, la butée de suspension 1 comprend une bague supérieure 6 et une bague inférieure 7 entre lesquelles sont logés des éléments roulants, réalisés ici sous la forme de billes 8. Les bagues supérieure 6 et inférieure 7, par exemple en tôle d'acier d'épaisseur constante, sont formées par découpe et emboutissage, avantageusement à partir de deux portions concentriques d'un même flan de tôle. Les billes 8 du roulement de butée 1 sont maintenues par une cage 9, en matériau synthétique, qui se prolonge d'un côté par une lèvre d'étanchéité 9a venant frotter sur une portée de la coupelle inférieure d'appui 4. La bague inférieure 7 et le siège d'appui 3 sont en contact avec la coupelle 4, de part et d'autre de la portion radiale 4a. La bague inférieure 7 est en concordance de forme avec la portion courbe 4c de la coupelle 4, ce qui permet d'utiliser une tôle mince pour la fabrication de ladite bague inférieure 7. La bague inférieure 7 comprend une portion toroïdale 7a présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement torique pour les billes 8, du côté extérieur orienté vers le haut. La portion toroïdale 7a est prolongée vers l'extérieur par une portion d'extrémité radiale 7b par l'intermédiaire d'une portion courbe 7c. La bague supérieure 6 comprend une portion toroïdale 6a présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement torique pour les billes 8, du côté intérieur orienté 2866401 9 vers le haut. La portion toroïdale 6a est prolongée vers l'intérieur par une portion radiale 6b. Entre la bague supérieure 6 du roulement de butée 1 et le siège d'appui 2, est disposé un capot supérieur d'appui 10. Le capot supérieur 10 peut consister en une pièce monobloc réalisée en matériau plastique, par exemple en polyamide PA 6.6 chargé de fibres de verre. Le capot 10 comprend une jupe axiale interne 11 prolongée par une portion radiale 12 présentant une surface toroïdale 13 du côté et au niveau de la bague supérieure 6 du roulement, et en concordance de forme avec ladite bague 6, et une surface radiale plane supérieure 14 du côté du siège d'appui 2. En section droite, la surface toroïdale 13 présente un profil en arc de cercle dont la concavité est tournée vers la bague 6. Une surface plane 15 de la portion radiale 12, vient se raccorder sur la surface toroïdale 13. La portion radiale 12 s'étend au-delà de la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle inférieure 4 et se prolonge vers le bas par une portion arrondie 16 à partir de laquelle s'étend une jupe axiale externe 17 qui entoure la périphérie de la coupelle inférieure 4. Des crochets 18 ou ergots, dirigés radialement vers l'intérieur, sont prévus sur le bord interne et à l'extrémité inférieure de la jupe axiale externe 17. Les crochets 18 sont de diamètre inférieur à celui de la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle inférieure 4, afin qu'il existe une interférence diamétrale entre ces deux pièces, au niveau des crochets 18 et de la collerette 4h. Les crochets 18 forment ainsi des moyens de retenue axiale situés sur le capot 10 et coopèrent avec un moyen de retenue complémentaire situé sur la coupelle inférieure 4, ledit moyen de retenue complémentaire se présentant sous la forme de la collerette 4h de ladite coupelle 4. 2866401 10 Les crochets 18, formés sur l'alésage de la jupe axiale externe 17, comprennent une surface tronconique supérieure 18a, un alésage axial 18b et une surface tronconique inférieure 18c. Les crochets 18 sont disposés dans un même plan radial et sont circonférentiellement régulièrement répartis (figure 4). D'une façon nullement limitative, les crochets 18 sont ici au nombre de six. Bien entendu, il est également envisageable à la place des crochets 18 de prévoir un bourrelet radial continu ou segmenté. Sur l'alésage de la jupe axiale externe 17, entre les crochets 18 et la base de la portion arrondie 16 venant se raccorder sur la portion radiale 12, le capot 10 comprend des éléments formant saillie 19 s'étendant radialement en direction de la coupelle 4. Les saillies 19, ici au nombre de six, sont disposées dans un même plan radial et circonférentiellement régulièrement réparties (figure 4). Les crochets 18, les saillies 19 et le capot 10 sont réalisés de façon monobloc. Les saillies 19 s'étendent axialement à partir de l'extrémité supérieure de la surface tronconique supérieure 18a des crochets 18 jusqu'à la portion arrondie 16. En d'autres termes, les saillies 19 ont une dimension axiale sensiblement égale à la hauteur axiale de la jupe externe 17 diminuée de la hauteur axiale des crochets 18. Bien entendu, il est également envisageable de prévoir sur le capot 10 des saillies 19 ayant une dimension axiale réduite. Toutefois, dans un mode de réalisation préférée de la butée de suspension 1 afin d'obtenir un bon centrage du capot 10 sur la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle d'appui 4, les saillies 19 présentent une dimension axiale au moins égale à la dimension axiale de la surface axiale extérieure de révolution 4d, et sont situées axialement au niveau de ladite surface extérieure 4d. 2866401 11 Les saillies 19 présentent, ici, une dimension radiale sensiblement égale à 20% de la dimension radiale des crochets 18. Bien entendu, il est également envisageable de prévoir des saillies ayant une dimension radiale plus importante ou même encore de prévoir des saillies 19 sous la forme d'un bourrelet radial continu ou segmenté. Toutefois, les saillies 19 telles que représentées permettent de réaliser une butée de suspension 1 particulièrement économique. Les saillies 19 présentent en section axiale un profil interne convexe en arc de cercle (figure 3). Bien entendu, il est également envisageable de prévoir des saillies comprenant un profil différent. Les saillies 19 peuvent, par exemple, comprendre en section droite un profil interne rectangulaire. Chaque saillie 19 s'étend ici axialement à partir de l'extrémité supérieure de la surface tronconique 18a des crochets 18 vers la portion radiale 12. Il est toutefois possible de décaler, chaque saillie 19, circonférentiellement par rapport aux crochets 18. Les saillies 19 sont agencées ici de façon à laisser subsister entre lesdites saillies 19 et la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle d'appui 4, un léger espace radial 20 (figure 3). L'encliquetage du capot 10 sur la coupelle d'appui 4 peut être ainsi réalisé d'une manière particulièrement aisée. Toutefois, il est également envisageable de prévoir des saillies 19 dont au moins une portion de la surface axiale soit directement en contact avec la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle 4. Avec un tel capot 10, monté avec une légère précontrainte radiale sur la coupelle 4, les saillies 19 ont tendance à s'user rapidement lors du fonctionnement du véhicule automobile au bout de quelques oscillations en rotation de la butée sans engendrer de gêne pour le fonctionnement. En effet, les saillies 19 sont réalisées en un matériau synthétique moulé présentant 2866401 12 des caractéristiques de résistance à l'usure sensiblement inférieures au caractéristiques du matériau utilisé pour la coupelle d'appui 4, généralement en acier. Avant le montage de la butée de suspension 1 sur le siège d'appui 2, le capot 10 empêche donc la séparation de la coupelle inférieure 4 des différents éléments du roulement de butée et du capot 10 lui-même grâce aux crochets 18 limitant un éventuel mouvement axial par rapport à la coupelle 4. Les saillies 19 permettent d'éviter tout excentration relative du capot 10 et de la coupelle inférieure 4 pendant les manipulations et le montage de la butée dans le siège d'appui 2. On limite ainsi les risques de désencliquetage partiel ou total du capot 10 et les risques néfastes qui en découlent. Pour assembler ces éléments, on dispose la bague inférieure 7 dans la coupelle 4. On dispose la cage 9 munie de ses billes 8 dans la bague inférieure 7. On vient coiffer l'ensemble avec la bague supérieure 6 puis avec le capot 10, qui vient s'encliqueter au moyen de ses crochets 18 sur la surface axiale extérieure de révolution 4d de la coupelle inférieure 4. Le mode de réalisation précédemment décrit a été illustré avec un dispositif de butée de suspension comprenant un capot supérieur en matière synthétique et une coupelle inférieure en acier. Ce mode de réalisation est le cas le plus critique car la coupelle inférieure est relativement stable dans le temps alors que le capot supérieur peut subir des variations dimensionnelles, dues par exemple à des variations hygrométriques pouvant modifier les jeux radiaux initiaux. Le dispositif de butée de suspension selon la présente invention peut, bien entendu, s'appliquer au cas où le capot en matière synthétique vient s'encliqueter directement sur un second élément d'appui 2866401 13 également en matière synthétique et pouvant être conformé afin de servir de siège d'appui pour le ressort. Grâce à l'invention, on réalise de façon simple un dispositif de butée de suspension équipé d'un capot d'appui comprenant une épaisseur de jupe relativement faible permettant une déformation et un encliquetage relativement aisé lors de l'opération de montage, tout en garantissant après encliquetage le maintien du centrage du capot sur la coupelle et évitant les risques de désencliquetage accidentel ultérieur du capot. 2866401 14 REVENDICATIONS 1/ Dispositif de butée de suspension comprenant un roulement formant butée axiale, disposé entre une coupelle inférieure d'appui (4) et un capot supérieur d'appui (10), le roulement comprenant une bague supérieure (6) disposée à l'intérieur du capot et une bague inférieure (7) en contact avec la coupelle, le capot comprenant une jupe externe (17) venant coiffer la surface extérieure de la coupelle, et pourvue d'un moyen de retenue axiale (18) apte à coopérer avec un moyen de retenue axiale complémentaire de la coupelle, caractérisé par le fait que le capot comprend, en outre, au moins une saillie (19) disposée sur l'alésage de la jupe externe et dirigée vers l'intérieur en direction de la coupelle, ladite saillie étant située axialement sensiblement au niveau de la coupelle. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la saillie est située axialement sensiblement au niveau du moyen de retenue axiale de la coupelle. 3/ Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la saillie s'étend radialement en direction de la coupelle. 4/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie et le capot sont réalisés de façon monobloc. 5/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie comprend en section axiale un profil convexe en arc de cercle. 6/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le capot comprend entre trois et six saillies. 2866401 15 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie a une dimension radiale sensiblement égale à 20% de la dimension radiale du moyen de retenue axiale (18) situé sur le capot. 8/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie est disposée axialement entre le moyen de retenue du capot et une portion d'appui radiale (12) du capot prolongeant la jupe externe. 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie comprend une surface axiale ayant une hauteur sensiblement supérieure à la hauteur axiale du moyen de retenue de la coupelle. 10/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie comprend une surface axiale directement en contact avec une surface de révolution (4d) de la coupelle d'appui (4). 11/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la saillie laisse subsister, entre ladite saillie et une surface de révolution (4d) de la coupelle d'appui (4), un espace radial (20). 12/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie est alignée circonférentiellement avec le moyen de retenue axiale (18) situé sur le capot. 13/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la saillie est décalée circonférentiellement par rapport au moyen de retenue axiale (18) situé sur le capot. 14/Jambe de force comprenant un amortisseur pourvu d'une tige et d'un dispositif de butée de suspension comprenant un roulement formant butée axiale, disposé entre une coupelle inférieure d'appui (4) 2866401 16 et un capot supérieur d'appui (10), le roulement comprenant une bague supérieure (6) disposée à l'intérieur du capot et une bague inférieure (7) en contact avec la coupelle, le capot comprenant une jupe externe (17) venant coiffer la surface extérieure de la coupelle, et pourvue d'un moyen de retenue axiale (18) apte à coopérer avec un moyen de retenue axiale complémentaire de la coupelle, caractérisé par le fait que le capot comprend, en outre, au moins une saillie (19) disposée sur l'alésage de la jupe externe et dirigée vers l'intérieur en direction de la coupelle, ladite saillie étant située axialement sensiblement au niveau de la coupelle.