Brevet FR2918138A1 — publié le 20090102

L'invention concerne une butée de suspension de véhicule automobile, notamment destinée à être intégrée dans une jambe de suspension télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile. L'invention s'applique à une butée de suspension comprenant une coupelle supérieure fixe destinée à être associée à la caisse du véhicule, une coupelle inférieure tournante comportant un appui pour le ressort de suspension et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative. Pour empêcher d'une part les fuites du lubrifiant présent dans l'espace de roulement et, d'autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, on connaît l'utilisation de joints d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité souple qui est associé ou intégré à l'une des coupelles pour être en contact frottant sur l'autre coupelle. Cette réalisation présente notamment l'inconvénient d'induire un couple de frottement lors de la rotation relative des coupelles, ce qui est préjudiciable pour l'utilisation de la butée dans le montage d'une roue directrice. Pour résoudre ce problème, on a proposé de remplacer les éléments d'étanchéité frottants par des chicanages formés au niveau de l'espace libre entre les coupelles. Toutefois, la suppression du contact frottant dégrade également la fiabilité de la fonction d'étanchéité. En outre, les efforts subis par la butée tendent à déformer l'espace libre entre les coupelles, ce qui modifie la configuration des chicanages formés dans un état non optimal relativement à l'étanchéité. Par ailleurs, du fait des changements de configuration tant des chicanages que 30 des contacts frottants, le couple de rotation est difficilement maîtrisable en fonction des déformations de la butée de suspension. L'invention vise à palier les problèmes de l'art antérieur en proposant une butée de suspension dans laquelle le compromis entre la fonction étanchéité et le couple induit est obtenu de façon particulièrement satisfaisante, et ce même en cas de déformation de la butée sous l'effet des efforts subis. A cet effet, l'invention propose une butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure, une coupelle inférieure et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative, lesdites coupelles étant agencées pour présenter entre elles au moins un espace annulaire, ladite butée comprenant en outre un élément d'étanchéité qui est disposé dans ledit espace pour être en contact frottant sur chacune des coupelles, ledit élément d'étanchéité étant monté mobile par rapport à au moins une coupelle. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes dans lesquelles : la figure 1 représente de façon partielle et en coupe axiale une butée de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente de façon partielle et en coupe axiale une butée de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation de la butée de suspension (vertical sur les figures qui montrent un côté de la coupe, l'autre côté étant symétrique par rapport audit axe). En particulier, le terme intérieur est relatif à une disposition proche de cet axe et le terme extérieur est relatif à une disposition à distance de cet axe. Par ailleurs, les termes supérieur et inférieur sont relatifs à la disposition de la butée telle que représentée sur les figures. Une roue d'un véhicule automobile, notamment une roue directrice, est montée sur le châssis par l'intermédiaire d'une jambe de force qui permet la suspension de la caisse relativement au sol. A cet effet, la jambe de force comprend classiquement un amortisseur, un ressort de suspension ainsi qu'une butée de suspension sur laquelle le ressort vient en appui. En relation avec les figures, on décrit ci-dessous deux modes de réalisation d'une butée de suspension qui comprend une coupelle supérieure fixe 1 destinée à être associée à la caisse du véhicule, une coupelle inférieure tournante 2 comportant un appui 3 pour le ressort de suspension et des corps roulants 4 disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative autour d'un axe. Ainsi, lorsque le ressort est sollicité en compression et en détente, l'enroulement des spires de ce dernier sur elles-mêmes est modifié, ce qui entraîne la rotation de la coupelle inférieure 2. En outre, le braquage des roues induit également une rotation de la coupelle inférieure 2. Dans les modes de réalisation représentés, les coupelles supérieure 1 et inférieure 2 comprennent chacune une rondelle 5, 6, notamment réalisée en tôle emboutie, qui est pourvue d'une piste de roulement respectivement inférieure et supérieure pour les corps roulants 4. Plus précisément, la rondelle supérieure 5 présente une portée intérieure axiale de rigidification 7, et une portée sensiblement radiale 8 sur la partie extérieure de laquelle la piste de roulement supérieure est formée. La rondelle inférieure 6 comprend une portée extérieure axiale de rigidification 9, et une portée axiradiale 10 sur laquelle la piste de roulement inférieure est formée en regard de la piste de roulement supérieure pour former un chemin de roulement à contact oblique des billes 4. La butée comprend en outre deux pièces d'habillage 11, 12, notamment réalisées par moulage d'un matériau thermoplastique rigide, par exemple de type polyamide 6.6. Ces pièces sont respectivement un couvercle 11 associé sur la rondelle supérieure 5 pour être interposé entre le châssis et ladite rondelle supérieure, et un support 12 associé sous la rondelle inférieure 6, ledit support comprenant l'appui ressort 3. Ces pièces d'habillage 11, 12 permettent notamment une reprise des efforts du ressort et éventuellement de ceux de la butée de choc. Dans les modes de réalisation représentés, le couvercle 11 comprend une jupe annulaire 13 formant de chaque côté du support un espace annulaire entre ledit couvercle et ledit support. Ainsi, la butée comprend deux espaces annulaires latéraux qui sont formés entre les diamètres intérieurs et extérieurs du couvercle 11 et du support 12, lesdits espaces annulaires présentant un jeu de sorte à permettre la rotation du support 12 par rapport au couvercle 11 sans interférence entre ceux-ci. La butée de suspension comprend en outre un élément d'étanchéité 14 qui est disposé dans ledit espace annulaire, notamment dans chacun des espaces latéraux, pour être en contact frottant sur chacune des coupelles 1, 2, ledit élément d'étanchéité étant monté mobile par rapport à au moins une coupelle 1, 2. Ainsi, la réalisation suivant l'invention permet de combiner la fonction d'étanchéité induite par le contact frottant à la limitation du couple induit par la possibilité de déplacement dudit élément d'étanchéité par rapport à au moins une coupelle 1, 2. En particulier, en cas de déformation de la butée, notamment du couvercle 11 relativement au support 12, une diminution du jeu formé dans l'espace annulaire ne conduit pas une augmentation du couple induit par le frottement de l'élément d'étanchéité 14. En outre, la butée selon l'invention permet d'obtenir un couple de rotation qui est sensiblement constant et donc maitrisable de façon précise sur une plage de fonctionnement étendue, et ce notamment relativement aux sollicitations mécaniques que la butée de suspension a à subir dans le cadre de son utilisation. Sur les figures, les espaces annulaires présentent chacun une gorge annulaire 15 formée dans le support 12, respectivement sur le diamètre intérieur et sur le diamètre extérieur dudit support, de sorte à étanchéifier les deux côtés de la butée de suspension. L'élément d'étanchéité 14 est monté mobile dans la gorge 15 et, à l'opposé de ladite gorge, est en contact frottant sur le couvercle 11. En variante non représentée, au moins une gorge 15 pourrait être formée dans le couvercle 11. L'élément d'étanchéité 14 présente une géométrie annulaire qui peut être réalisée d'une pièce, par exemple par moulage, ou ledit élément peut présenter une découpe pour sa disposition dans la gorge 15, ledit élément étant ensuite refermé dans ladite gorge au niveau de la découpe, notamment par collage ou par clipage. Chaque espace annulaire est délimité par une portée 16 formée sur la surface intérieure de la jupe 13, l'élément d'étanchéité 14 étant en contact frottant sur ladite portée. Par ailleurs, l'élément d'étanchéité 14 est monté mobile dans la gorge 15 selon une direction normale à ladite portée. Ainsi, en cas de déplacement du couvercle 11 par rapport au support 12, la portée 16 induit un effort de déplacement de l'élément d'étanchéité 14 dans la gorge 15 qui est optimisé pour limiter le couple résultant. Sur la figure 1, les gorges 15 s'étendent radialement et les portées 16 s'étendent axialement. Dans cette réalisation, un jeu radial est formé entre les diamètres de l'élément d'étanchéité 14 et de la gorge 15 de sorte à permettre un déplacement radial dudit élément d'étanchéité dans ladite gorge. Par ailleurs, l'élément d'étanchéité 14 présente une section sensiblement analogue à celle de la gorge 15, à savoir rectangulaire sur la figure. Selon une variante, un jeu peut être formé entre les périphéries externe de l'élément d'étanchéité 14 et interne de la gorge 15. Selon une autre variante, un contact glissant par frottement peut être réalisé entre la gorge 15 et la partie de l'élément d'étanchéité 14 qui est disposé à l'intérieur. Dans la réalisation selon la figure 1, l'élément d'étanchéité 14 peut être réalisé en matériau élastomérique, par exemple en caoutchouc naturel, en polyuréthane, en matériau thermoplastique élastomère (TPE), ou en matériau30 thermoplastique rigide, par exemple en polyéthylène, en polypropylène, en polyamide 6, 6.6, 11 ou 12. Dans ces réalisations, la partie de l'élément d'étanchéité 14 qui est en contact frottant sur la portée 16 peut être pourvue d'au moins une lèvre d'étanchéité souple, par exemple obtenue par surmoulage sur un élément d'étanchéité en matériau thermoplastique, ou présenter une géométrie améliorant le contact frottant, par exemple en présentant un bout arrondi. Dans le cas où l'élément d'étanchéité 14 est rigide, le couvercle 11 peut être monté en force sur le support 12 dans la gorge 15 duquel ledit élément d'étanchéité est disposé, ledit élément étant mis en contact frottant sur ledit couvercle lors de ce montage. En variante, pour faciliter le montage, on peut prévoir un chanfrein sur le bord libre de la jupe 13 et/ou un bout arrondi pour l'élément d'étanchéité 14. Dans le cas où l'élément d'étanchéité 14 est souple, on peut prévoir l'utilisation d'un élément linéaire, par exemple obtenu par extrusion, qui est découpé et placé dans la gorge 15 avant d'être refermé, par exemple par collage. En outre, toujours dans cette réalisation, l'élément d'étanchéité 14 peut être renforcé par utilisation d'une armature rigide sur laquelle le matériau souple est disposé, par exemple par surmoulage. Sur la figure 2, l'élément d'étanchéité 14 est réalisé en matériau thermoplastique en étant moulé d'une seule pièce avec le support 12, ledit élément d'étanchéité étant associé audit support par un pont de matière cassable 17 de sorte, après rupture, à être mobile par rapport audit support. En particulier, la rupture du pont de matière 17 peut être réalisée lors du montage du couvercle 11 sur le support 12. Par ailleurs, dans cette réalisation, l'élément d'étanchéité 14 et la gorge 15 présentent une section prismatique divergente de sorte à former un jeu axiradial pour permettre un pivotement dudit élément d'étanchéité dans ladite gorge en cas de déplacement du couvercle 11 par rapport au support 12. Dans les modes de réalisations représentés, la partie de la jupe 13 délimitant l'espace annulaire extérieur est pourvue de saillies 18 disposées au dessus de la portée de contact 16 de l'élément d'étanchéité 14. Le support 12 présente une cavité 19 dans laquelle lesdites saillies sont disposées sans interférence de sorte à former crochet de maintien du couvercle 11 sur le support 12. REVENDICATIONS 1. Butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure (1), une coupelle inférieure (2) et des corps roulants (4) disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative, lesdites coupelles étant agencées pour présenter entre elles au moins un espace annulaire, ladite butée étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un élément d'étanchéité (14) qui est disposé dans ledit espace pour être en contact frottant sur chacune des coupelles (1, 2), ledit élément d'étanchéité étant monté mobile par rapport à au moins une coupelle (1, 2). 2. Butée de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que les coupelles supérieure (1) et inférieure (2) comprennent chacune une rondelle (5, 6) qui est pourvue d'une piste de roulement respectivement inférieure et supérieure pour les corps roulants (4), ladite butée comprenant en outre deux pièces d'habillage, respectivement un couvercle (11) associé sur la rondelle supérieure (5) et un support (12) associé sous la rondelle inférieure (6), l'espace annulaire étant prévu entre ledit couvercle et ledit support. 3. Butée de suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'espace annulaire présente au moins une gorge annulaire (15) formée dans une pièce d'habillage (12), l'élément d'étanchéité (14) étant monté mobile dans ladite gorge et, à l'opposé de ladite gorge, étant en contact frottant sur l'autre pièce d'habillage (11). 4. Butée de suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'espace annulaire est délimité par une portée (16) d'une pièce d'habillage (11) sur laquelle l'élément d'étanchéité (14) est en contact frottant, ledit élément d'étanchéité étant monté mobile dans la gorge (15) selon une direction normale à ladite portée. 5. Butée de suspension selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'un jeu radial est formé entre les diamètres de l'élément d'étanchéité (14) etde la gorge (15), de sorte à permettre un déplacement radial dudit élément d'étanchéité dans ladite gorge. 6. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, 5 caractérisée en ce qu'un jeu est formé entre les périphéries externe de l'élément d'étanchéité (14) et interne de la gorge (15). 7. Butée de suspension selon la revendication 6, caractérisée en ce que le jeu est axial-radial de sorte à permettre un pivotement de l'élément d'étanchéité 10 (14) dans la gorge (15). 8. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend deux espaces annulaires latéraux qui sont formées entre les diamètres intérieurs et extérieurs du couvercle (11) et du 15 support (12), un élément d'étanchéité (14) étant disposé dans chacun des espaces annulaires pour être en contact frottant sur chacune des coupelles et mobile par rapport à au moins une coupelle. 9. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 20 caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (14) est réalisé en matériau élastomérique. 10. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (14) est réalisé en matériau 25 thermoplastique rigide. 11. Butée de suspension selon la revendication 2 et 10, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (14) est moulé avec la pièce d'habillage (12), ledit élément d'étanchéité étant associée à ladite pièce d'habillage par un pont de 30 matière cassable (17) de sorte, après rupture, à être mobile par rapport à ladite pièce. 12. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que le couvercle (11) comprend une jupe annulaire (13) formant de chaque côté du support un espace annulaire, un chanfrein étant prévu sur le bord libre de la jupe (13) et/ou un bout arrondi étant prévu pour l'élément d'étanchéité (14).