Brevet FR2921016A1 — publié le 20090320

B07-2782FR - GK/EVH Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de butée de suspension et jambe de force Invention de : 2 Dispositif de butée de suspension et jambe de force La présente invention concerne le domaine des dispositifs de butée de suspension utilisés, en particulier sur les véhicules automobiles, dans des jambes de suspension des roues directrices. De façon connue, par le document US 2007/0009190, une butée de suspension peut comprendre un roulement muni de deux bagues et d'une rangée d'éléments roulants recouverts par un flasque s'étendant autour de la bague supérieure et d'une partie de la bague inférieure. Le flasque se termine vers le bas par un rebord dirigé vers l'intérieur. Ce type de butée pose le problème de la pollution possible par des infiltrations d'eau ou par la pénétration d'autres éléments polluants. Une butée de suspension est en effet disposée en un endroit particulièrement exposé aux projections d'eau et autres éléments polluants. Lorsque ce type de butée est soumis à de fortes projections d'eau, par exemple lorsque le véhicule roule sur une route inondée ou bien encore lors du nettoyage du véhicule avec un jet d'eau à haute pression, il peut se produire des entrées d'eau dans le roulement avec des conséquences néfastes sur la durée de vie dudit roulement. Les entrées d'eau peuvent se produire aussi bien par la partie inférieure de la butée, entre le couvercle et la bague inférieure, que par la partie supérieure, par infiltration entre le couvercle et la bague supérieure. Le document FR 2 665 494 montre un roulement axial dont la cage est munie de lèvres d'étanchéité. Toutefois, le matériau d'une cage doit être rigide tandis que le matériau d'une lèvre d'étanchéité doit être souple. Le document US 5 344 241 montre un roulement de butée à rouleau conique muni d'une pièce d'étanchéité. Toutefois, la forme de la pièce favorise la rétention d'eau et ne peut donc lutter efficacement contre les infiltrations. Le document FR 2 866 085 concerne une butée axiale de volant d'inertie pourvue d'une lèvre frottante. Ce dispositif est peu adapté à une utilisation selon un axe sensiblement vertical et présente donc des risques d'infiltration d'eau. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus. L'invention a notamment pour but de réduire la probabilité d'infiltration d'eau ou d'autres polluants dans une butée de suspension. L'invention a pour but d'éviter l'entrée d'eau par le dessus et par le dessous de la butée. Le dispositif de butée de suspension comprend un roulement et un flasque annulaire pourvu de moyens de retenue axiale des éléments de la butée. Le roulement comprend une bague supérieure, une bague inférieure et une pluralité d'éléments roulants disposés entre les bagues. Le dispositif comprend à la fois une étanchéité dynamique entre le flasque et la bague inférieure et une étanchéité statique entre le flasque et la bague supérieure. On assure ainsi une préservation de l'intérieur du roulement contre l'intrusion d'éléments indésirables. Dans un mode de réalisation, le flasque supporte l'étanchéité dynamique et l'étanchéité statique. Le montage de la butée s'en trouve facilité. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité dynamique comprend au moins une lèvre portant sur la bague inférieure de la butée. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité statique comprend une couche de matériau souple revêtant au moins en partie une surface intérieure du flasque, ladite couche venant en contact avec la bague supérieure. En d'autres termes, l'étanchéité statique comprend une garniture disposée entre le flasque et la bague supérieure. La garniture peut comprendre une portion radiale et une portion sensiblement toroïdale. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité dynamique et l'étanchéité statique sont surmoulées sur le flasque. Le surmoulage peut être simultané en vue de simplifier la fabrication. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité dynamique et l'étanchéité statique sont réalisées dans le même matériau. Ledit matériau peut comprendre un élastomère, par exemple du type caoutchouc synthétique. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité dynamique et l'étanchéité statique sont reliées l'une à l'autre par de la matière souple. Le flasque et la bague supérieure peuvent être disposés à une faible distance l'un de l'autre, délimitant un espace dans lequel est disposée l'étanchéité statique assurant en outre une moindre transmission de bruit et de vibrations. Dans un mode de réalisation, l'étanchéité dynamique est axialement en retrait par rapport à l'extrémité libre d'une portion axiale du flasque. Dans un mode de réalisation, le flasque comprend une portion axiale pourvue d'une extrémité rabattue obliquement vers la bague inférieure. Des moyens de retenue axiale sont ainsi formés. On réduit ainsi le risque de perte de pièces lors des manipulations de la butée préalables à son montage dans une jambe de force. L'invention concerne également une jambe de force comprenant un dispositif de butée de suspension et un amortisseur. Le dispositif de butée de suspension peut être monté autour d'une tige de l'amortisseur. Un ressort peut être disposé autour de l'amortisseur et relié à la butée par une coupelle. Grâce à l'invention, le risque de pénétration d'eau ou d'éléments polluants dans le roulement de butée de suspension est particulièrement faible. 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 d'une jambe de force ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de butée de suspension ; et - la figure 3 est une vue de détail de la figure 2. Comme on peut le voir sur la figure 1, la jambe de force 1 comprend un amortisseur 2 pourvu d'une tige 3, un ressort 4, une butée 5 montée autour de la tige 3, un capot 6 formant interface entre le ressort 4 et la butée 5 et un bloc élastique 7 monté entre la butée 5 et la caisse 8 d'un véhicule dans lequel la jambe de force 1 est montée. L'amortisseur 2 n'est visible qu'en partie, le cylindre d'amortisseur n'ayant pas été représenté pour des raisons de place. La tige 3 de l'amortisseur présente une surface extérieure axiale 3a de grand diamètre, une surface extérieure axiale 3b de petit diamètre, les surfaces axiales 3a et 3b étant séparées par un épaulement 3c. La jambe de force 1 comprend également une entretoise axiale 9 disposée autour de la surface axiale de petit diamètre 3b, une coupelle de serrage 10 et un écrou 11 coopérant avec une portion filetée de la surface axiale 3b de petit diamètre à proximité de l'extrémité libre de la tige 3. L'écrou 11 assure la liaison axiale entre le bloc élastique 7, l'entretoise 9 et la butée 5, l'entretoise 9 étant disposée dans l'espace délimité radialement par la surface axiale de petit diamètre 3b de la tige d'amortisseur 3 et un alésage 7a du bloc élastique 7. Le capot 6 se présente sous la forme d'une pièce annulaire en tôle comprenant une portion radiale de petit diamètre 6a en contact avec la butée 5, une portion tronconique 6b s'étendant vers l'extérieur et vers le bas, c'est-à-dire à l'opposé de l'extrémité libre de la tige d'amortisseur 3, une portion radiale de grand diamètre 6c recevant l'appui de la spire d'extrémité du ressort 4 et un rebord 6d de forme générale axiale servant au centrage de la spire d'extrémité du ressort 4. Le bloc élastique 7 peut être réalisé en un matériau souple tel qu'un élastomère, dans lequel peuvent être insérés, de façon optionnelle, un ou plusieurs inserts rigides de renfort 12, par exemple métalliques. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'insert 12 se présente sous la forme d'une pièce annulaire comprenant une portion axiale de petit diamètre 12a, une portion sensiblement toroïdale 12b et une portion tronconique 12c s'étendant vers l'extérieur et en direction du ressort 4. L'insert 12 peut être noyé dans le matériau élastique tout en étant à une faible distance de la butée 5. Le bloc élastique 7 présente une surface radiale annulaire 7b voisine de l'alésage 7a et en contact avec une surface radiale de la coupelle de serrage 10, une rainure annulaire 7c ouverte vers le haut, en direction de la caisse 8, une courte surface radiale annulaire supérieure 7d en contact avec une surface radiale de la caisse 8, une surface tronconique 7e s'étendant vers l'extérieur et vers le bas, en direction du ressort 4 à partir du bord extérieur de la surface radiale 7d, et en contact avec la caisse 8, une surface sensiblement axiale 7f s'étendant à partir de la caisse 8 en direction du ressort 4, une portion radiale inférieure 7g disposée à faible distance de la portion radiale de grand diamètre 6c du capot d'appui 6 et dirigée vers l'intérieur à partir de la surface axiale extérieure 7f, une surface tronconique 7h sensiblement parallèle à la portion tronconique 6b du capot d'appui 6 et s'étendant vers l'intérieur et vers le haut à partir du bord intérieur de la surface radiale inférieure 7g, et une surface sensiblement toroïdale 7i formant la jonction entre la surface tronconique inférieure 7h et l'alésage axial 7a. Le cas échéant, une surface radiale 7g de faible dimension peut être prévue entre la surface sensiblement toroïdale 7i et l'alésage 7a. La butée 5 comprend une bague supérieure 15, une bague inférieure 16, une rangée d'éléments roulants 17, ici des billes, un flasque de retenue 18 et une garniture d'étanchéité 19. La bague supérieure 15 se présente sous la forme d'une pièce annulaire dans laquelle est ménagé un alésage central 15a formant un passage pour la portion supérieure de la tige d'amortisseur 3, notamment pour la surface axiale de petit diamètre 3b. La bague supérieure 15 comprend également une surface supérieure radiale 15b s'étendant vers l'extérieur à partir de l'alésage 15a, une surface toroïdale 15c s'étendant vers l'extérieur et vers le bas à partir de la surface supérieure radiale 15b, une surface tronconique 15d de faible dimension s'étendant vers l'intérieur et vers le bas à partir de la surface toroïdale 15c, une surface radiale inférieure 15e s'étendant vers l'intérieur à partir de la surface tronconique 15d, une surface toroïdale 15f de forme concave en coupe axiale méridienne et formant un chemin de roulement pour les éléments roulants 17, et une surface radiale 15g s'étendant entre la surface toroïdale 15f et l'alésage 15a. La bague supérieure 15 peut être monobloc. La bague supérieure 15 est serrée axialement entre l'entretoise 9 et l'épaulement 3c. La bague inférieure 16 est réalisée en deux parties et comprend une coupelle 21, par exemple réalisée en matériau synthétique et une piste rapportée 20, par exemple réalisée en tôle. La piste rapportée 20 présente une forme générale annulaire. La piste rapportée 20 peut être réalisée par découpe et emboutissage d'un flan de tôle, et ce de façon particulièrement économique. La piste rapportée 20 offre une surface concave 20a formant un chemin de roulement pour les éléments roulants 17 et une surface inférieure 20b de forme convexe en coupe axiale méridienne. La coupelle 21 offre des formes plus complexes que la piste rapportée 20 et présente un alésage 21a en contact avec la surface axiale 3a de grand diamètre de la tige d'amortisseur 3, une surface toroïdale supérieure 21b en contact avec la surface inférieure 20b de la piste de roulement rapportée 20, et une saillie annulaire 21c de forme générale axiale entre l'alésage 21a et la surface toroïdale 21b. La saillie 21c s'étend axialement vers le haut en direction de la bague supérieure 15. La coupelle 21 comprend également une surface axiale extérieure 21c disposée axialement du côté du ressort 4 et pouvant être en contact avec l'alésage du capot d'appui 6, une surface radiale d'appui 21d pour la portion radiale de petit diamètre 6a du capot d'appui 6 sensiblement alignée avec les éléments roulants 17 de telle sorte que la coupelle 21 transmette essentiellement des efforts axiaux, une surface arrondie extérieure 21e rejoignant vers l'extérieur et vers le haut un crochet 21f muni d'une surface radiale inférieure 21h s'étendant vers l'extérieur. La coupelle 21 comprend également une surface tronconique 21g s'étendant vers le haut et vers l'intérieur à partir du crochet 21f. Le flasque 18 peut se présenter sous la forme d'une pièce de tôle de faible épaisseur. Le flasque 18 est de forme générale annulaire. Le flasque 18 comprend une portion radiale de petit diamètre 18a disposée en contact au moins partiel avec le bloc élastique 7, notamment avec la surface radiale 7g, une portion sensiblement toroïdale 18b s'étendant vers l'extérieur et vers le bas à partir de la portion radiale 18a également en contact avec le bloc élastique 7, notamment avec la surface toroïdale 7i, une portion sensiblement axiale 18c s'étendant vers le bas à partir de la portion toroïdale 18b et entourant le crochet 19f de la coupelle 19 de la bague inférieure 16, et un rebord tronconique 18d s'étendant vers le bas et vers l'intérieur en vue d'une interférence diamétrale avec le crochet 19f en cas de déplacement axial accidentel de la bague inférieure 16 par rapport à la bague supérieure 15, notamment lors des manipulations et des transports antérieurs au montage de la jambe de force. La butée de suspension 5 forme ainsi un sous-ensemble prêt à monter et peu susceptible de perte de pièce. Le rebord 18d peut être à l'origine sensiblement axial, voir référence 18e de la figure 3, puis plié dans sa forme définitive tronconique après assemblage de la butée 5. La garniture 19 est disposée en partie entre la bague supérieure 15 et le flasque 18. La garniture d'étanchéité 19 peut comprendre un matériau souple, par exemple un élastomère tel qu'un caoutchouc synthétique. La garniture d'étanchéité 19 comprend une partie 19a formant étanchéité statique, serrée entre la bague supérieure 15 et le flasque 18 et en concordance de forme avec la surface toroïdale 15c et avec la portion toroïdale 18b, et une partie 19b formant étanchéité dynamique, d'épaisseur supérieure à la partie d'étanchéité statique l9a et présentant une lèvre 19c venant frotter sur la surface tronconique 21g de la coupelle 21 de la bague inférieure 16, assurant ainsi une étanchéité de haut niveau pour le roulement. Dans la présente description, on entend par "étanchéité statique", une étanchéité entre deux éléments assurée par un contact sans mouvement relatif et par "étanchéité dynamique" une étanchéité assurée par un contact ou une coopération avec mouvement relatif. L'eau, ou les matières indésirables, ne peuvent passer entre la bague supérieure 15 et le flasque 18 en raison de la présence de la partie d'étanchéité statique 19a, laquelle comprend notamment une portion radiale de petit diamètre 19e et une portion toroïdale 19f de diamètre supérieur. De même, l'entrée d'eau ou de matières indésirables est empêchée vers le bas, notamment par le passage étroit formé entre le rebord tronconique 18d et la surface 21h du crochet 21f et surtout par la partie d'étanchéité dynamique 19b dont la lèvre 19c frotte sur la surface tronconique 21g de la coupelle 21 de la bague inférieure 16. On évite ainsi l'entrée d'eau, notamment lors du roulage sur route fortement mouillée ou inondée ou encore lors de nettoyage au jet d'eau, notamment à haute pression. La bague supérieure 15 est serrée entre l'épaulement 3c de la tige d'amortisseur 3 et l'entretoise 9 sur laquelle appuient la coupelle 10 et l'écrou 11. Le flasque 18 présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de l'entretoise 9. Le flasque 18 assure la retenue axiale de la bague inférieure 16 avant le montage de la jambe de force et assure la fonction d'armature du support pour la partie dynamique 19b de la garniture d'étanchéité 19. Avantageusement, la garniture d'étanchéité 19 est surmoulée dans le flasque 18. Dans le mode de réalisation représenté, la garniture d'étanchéité 19 est monobloc. La garniture d'étanchéité 19 comprend une portion de jonction 19d entre la partie d'étanchéité statique 19a et la partie d'étanchéité dynamique 19b. Dans une variante, non représentée, la garniture d'étanchéité est réalisée en une partie d'étanchéité statique et une partie d'étanchéité dynamique séparées l'une de l'autre. Pour des raisons de simplicité et de coût de fabrication, il est préférable de réaliser les parties d'étanchéité statique et dynamique dans le même matériau. En d'autres termes, le dispositif de butée de suspension comprend une bague supérieure et une bague inférieure entre lesquelles sont disposés des éléments roulants, tels que des billes ou des rouleaux. Les bagues peuvent présenter des chemins de roulement intégrés ou rapportés. Une bague peut comprendre une coupelle en matière plastique et un chemin de roulement rapporté en acier. L'appui de la butée de suspension sur la caisse du véhicule peut se faire de façon directe ou par l'intermédiaire d'une coupelle et/ou d'un bloc élastique filtrant, notamment les vibrations. Le ressort, disposé autour de l'amortisseur, vient en appui par son extrémité inférieure sur une coupelle inférieure solidaire du cylindre d'amortisseur et vient en appui directement ou indirectement par son extrémité supérieure sur le capot inférieur. L'extrémité supérieure de la tige du piston d'amortisseur est solidaire du bloc support élastique permettant de filtrer les vibrations remontant dans la caisse du véhicule. La butée de suspension permet ainsi de transmettre les efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule tout en autorisant un mouvement angulaire relatif entre le ressort et la caisse du véhicule lors du braquage des roues directrices du véhicule et/ou de la compression du ressort. La lèvre d'étanchéité 19c de la partie d'étanchéité dynamique 19b de la garniture d'étanchéité 19 peut être vulcanisée sur la surface intérieure de la portion axiale cylindrique du flasque, environ à mi-hauteur de ladite portion. Bien entendu, la partie d'étanchéité dynamique 19b peut comprendre, à titre de variante, une pluralité de lèvres de joints frottants. Grâce à l'invention, on réduit fortement le risque d'intrusion d'eau dans la butée et par conséquent de détérioration rapide de la butée de suspension. REVENDICATIONS 1. Dispositif de butée de suspension (5), notamment pour véhicule automobile, comprenant un roulement formant butée axiale, et un flasque annulaire (18) pourvu de moyens de retenue axiale du roulement, le roulement comprenant une bague supérieure (15), une bague inférieure (16) et une pluralité d'éléments roulants (17) disposés entre la bague supérieure (15) et la bague inférieure (16), caractérisé par le fait qu'il comprend à la fois une étanchéité dynamique (19b) entre le flasque (18) et la bague inférieure (16) et une étanchéité statique (19a) entre le flasque (18) et la bague supérieure (15). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le flasque (18) supporte l'étanchéité dynamique et l'étanchéité statique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étanchéité dynamique (19b) comprend au moins une lèvre (19c) portant sur la bague inférieure de la butée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étanchéité statique (19a) comprend une couche de matériau souple revêtant au moins en partie une surface intérieure du flasque (18), ladite couche étant en contact avec la bague supérieure (15). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étanchéités dynamique et statique sont surmoulées sur le flasque (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étanchéités dynamique et statique sont réalisées dans le même matériau. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étanchéités dynamique et statique sont reliées l'une à l'autre par de la matière souple (19d). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étanchéité dynamique (19b) est axialement en retrait par rapport à l'extrémité libre d'une portion axiale du flasque (18). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le flasque (18) comprend une portion axiale inférieure présentant une extrémité libre oblique (18d) rabattue vers la bague inférieure, assurant ainsi la retenue axiale de la bague inférieure (16) par rapport audit flasque (18). 10. Jambe de force (1) comprenant un amortisseur (2) et un dispositif de butée de suspension (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes.