Brevet FR2947216A1 — publié le 20101231

B09-1610FR - JT/PG Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de butée de suspension et jambe de force. Invention de : Richard Corbett Jérome Dubus Christophe Houdayer Bruno Montboeuf Samuel Viault Désiré Vidot 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 les jambes de suspension des roues directrices. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de butée de suspension comprenant un palier monté en contact avec des pièces d'appui ou de support inférieur et supérieur, telles que des coupelles ou capots. Les capots supérieur et inférieur forment un logement pour le palier et permettent d'assurer l'interface entre celui-ci et les éléments avoisinants. Le dispositif de butée de suspension est disposé dans la partie supérieure de la jambe de suspension, entre la caisse du véhicule et un ressort de suspension. Le ressort est installé autour d'une tige de piston amortisseur dont l'extrémité est liée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un bloc élastique filtrant les vibrations. Le ressort de suspension vient axialement en appui, directement ou indirectement, sur le capot inférieur. Le capot inférieur est quant à lui fixe par rapport à la caisse du véhicule. Pour plus de détails, on pourra par exemple se référer à la demande de brevet FR-Al-2 901 737. Un tel dispositif de butée de suspension autorise un mouvement de rotation entre le capot inférieur et le bloc élastique filtrant découlant d'un braquage des roues directrices du véhicule et/ou de la compression du ressort de suspension, tout en transmettant les efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule. Toutefois, l'axe d'allongement du ressort de suspension est généralement incliné par rapport à l'axe du palier du dispositif de butée. Dès lors, des efforts radiaux sont également exercés par le ressort de suspension sur le capot inférieur. Ceci peut engendrer la déformation dudit capot et une augmentation du couple à exercer par le conducteur du véhicule pour obtenir le braquage des roues directrices. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un dispositif de butée de suspension robuste, apte à limiter les efforts radiaux exercés par le ressort de suspension, de conception simple et économique. Dans un mode de réalisation, le dispositif de butée de suspension est pourvu d'un capot d'appui supérieur comprenant une surface de montage supérieure destinée à venir en contact contre un élément extérieur au dispositif, d'un capot de support inférieur comprenant une surface d'appui pour un ressort de suspension, et d'un palier à glissement formant butée axiale disposé entre lesdits capots. La surface d'appui du capot de support est inclinée par rapport à la surface de montage supérieure du capot d'appui. Cette disposition de la surface d'appui pour le ressort de suspension ménagée sur le capot de support relativement à la surface de montage du capot d'appui prévue pour venir en contact contre le châssis du véhicule automobile permet de réduire les efforts radiaux pouvant être exercés par le ressort de suspension tout en conservant une bonne répartition des efforts axiaux exercés par ledit ressort au niveau du palier à glissement. De préférence, au moins un des capots d'appui ou de support comprend au moins une jupe externe montée en partie dans une rainure ménagée sur l'autre capot pour former par coopération au moins un labyrinthe d'étanchéité. La jupe externe entoure radialement le palier à glissement. Au moins un des capots peut également comprendre au moins une jupe interne montée en partie dans une rainure ménagée sur l'autre capot pour former par coopération au moins un labyrinthe d'étanchéité. La jupe interne est décalée radialement vers l'intérieur par rapport au palier à glissement. La coopération de la ou des jupes avec la ou les rainures associées permet d'obtenir une protection du palier à glissement contre des agents polluants extérieurs sans l'utilisation de lèvres frottantes. Ainsi, l'étanchéité du dispositif est accrue tout en obtenant un couple de friction relativement faible entre le capot d'appui et le capot de support. La jupe et la rainure associée peuvent former une chambre sinueuse s'étendant à partir d'un espace ménagé entre les capots d'appui et de support et à l'intérieur duquel est situé le palier à glissement. Une chambre interne s'étendant radialement vers l'intérieur et une chambre externe s'étendant radialement vers l'extérieur peuvent être prévues entre lesdits capots d'appui et de support. Dans un mode de réalisation, un des capots comprend au moins un crochet apte à coopérer avec une nervure ménagée sur l'autre capot pour la retenue axiale du capot d'appui relativement au capot de support. On dispose ainsi d'un ensemble unitaire pouvant être stocké, transporté, manipulé et monté avec un risque de désolidarisation axiale des éléments le constituant relativement faible. En outre, durant ces opérations, le palier à glissement est protégé par les capots d'appui et de support vis-à-vis de pollutions extérieures. Dans un mode de réalisation, le capot de support comporte une surface d'appui supérieure pour le palier à glissement, ladite surface d'appui étant inclinée par rapport à la surface de montage supérieure du capot d'appui. Ainsi, on réduit encore les efforts radiaux pouvant être exercés par le ressort de suspension sur le dispositif de butée. De préférence, le palier à glissement est constitué d'un corps annulaire. Le palier à glissement peut comporter des rainures radiales aptes à être emplies de lubrifiant. Ce palier peut être réalisé en matière thermoplastique. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une armature de rigidification d'au moins un des capots d'appui ou de support. L'invention concerne également une jambe de force comprenant un amortisseur et un dispositif de butée de suspension tel que défini précédemment. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de butée de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un palier à glissement du dispositif de la figure 1, et - les figures 3 à 5 sont des vues en coupe axiale de dispositifs de butée de suspension selon des second, troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 on a représenté un dispositif de butée de suspension, désigné par la référence numérique générale 10, prévu pour être monté entre un siège d'appui (non représenté) venant en contact contre un élément du châssis d'un véhicule automobile et un ressort 12 de suspension de type hélicoïdal. Le dispositif 10 est disposé autour d'une tige d'amortisseur 14, d'axe 16 sensiblement vertical, ladite tige étant allongée axialement en forme de cylindre de révolution. Le ressort 12 de suspension est monté autour de la tige d'amortisseur 14. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le dispositif 10 est notamment prévu pour résister aux efforts axiaux et limiter les efforts radiaux exercés par le ressort 12 de suspension. Le dispositif 10, d'axe 16, comprend un capot d'appui 18 supérieur, un capot de support 20 inférieur formant moyen d'appui pour le ressort 12, et un palier à glissement 22 disposé axialement entre lesdits capots et formant butée axiale. Comme illustré plus visiblement à la figure 2, le palier à glissement 22 comporte une bague intermédiaire de glissement ou corps 24, de forme générale annulaire, comprenant respectivement, sur ses surfaces supérieure et inférieure, une pluralité de rainures 26, 28 radiales dont les extrémités intérieures débouchent au niveau d'une rainure annulaire 30, 32 (figure 1) ménagée au voisinage d'un bord interne 34. Les rainures 26, 28 radiales sont ménagées sur les surfaces supérieure et inférieure du corps 24 en étant espacées les unes par rapport aux autres de manière régulière dans le sens circonférentiel. Chaque rainure 26 supérieure est alignée avec une rainure 28 inférieure en considérant le sens axial. Dans l'exemple de réalisation illustré, les rainures 26, 28 sont chacune au nombre de seize. Bien entendu, il est possible d'en prévoir un autre nombre et de disposer différemment les rainures 26 relativement aux rainures 28. Alternativement, il pourrait être également possible de prévoir des rainures uniquement sur la surface supérieure ou sur la surface inférieure du corps 24. En variante, le corps 24 pourrait également être réalisé sous la forme d'un anneau ouvert en un point de sa circonférence. Les rainures 26, 28 s'étendent radialement à partir d'un bord externe 36 périphérique du corps 24 jusqu'à communiquer avec la rainure annulaire 30, 32 prévue au voisinage immédiat du bord interne 34. Les rainures 26, 28 sont avantageusement emplies de lubrifiant, tel que de la graisse. Le fait de prévoir les rainures 26, 28 en communication avec la rainure 30, 32 permet de retenir le lubrifiant sur le corps 24 et de limiter ainsi le frottement entre le palier 22 et les capots d'appui 18 et de support 20. Un contact glissant est prévu d'une part entre la surface inférieure du corps 24 du palier à glissement et le capot de support 20, et d'autre part entre la surface supérieure dudit corps et le capot d'appui 18. Le palier à glissement 22 peut avantageusement être réalisé par moulage d'une matière thermoplastique rigide, par exemple un polyamide (PA), un polyester tel que du polybutylène téraphtalate (PBT) ou encore un polyoléfine tel que le polyéthylène (PE) ou le polypropylène (PP). En se référant de nouveau à la figure 1, le capot d'appui 18, d'axe 16, supérieur consiste avantageusement en une pièce monobloc réalisée par moulage d'une matière thermoplastique, par exemple un polyamide PA 6.6 renforcé ou non de fibres de verre. Le capot d'appui 18 comporte une partie massive 40 annulaire pourvue d'une surface supérieure 40a de montage s'étendant radialement et destinée à venir en contact avec le siège d'appui, d'une surface inférieure 40b radiale de forme annulaire, d'un alésage 40c axial et d'une collerette 42 axiale annulaire externe de faible épaisseur s'étendant axialement vers le bas à partir d'un bord de grand diamètre de la partie massive 40. La collerette 42 entoure radialement en partie le capot de support 20. La surface supérieure 40a sert de surface de référence pour le montage du capot d'appui 18 contre le siège d'appui du châssis du véhicule automobile. L'axe 16 est orthogonal à la surface supérieure 40a. La surface inférieure 40b radiale comporte une gorge ou rainure 44 annulaire à l'intérieur de laquelle est monté en partie le corps 24 du palier à glissement 22. La surface supérieure du corps 24 vient axialement en appui contre le fond de la rainure 44, les bords interne 34 et externe 36 dudit corps venant radialement en appui contre des bords axiaux opposés de ladite rainure. Le capot d'appui 18 comporte également des jupes interne 48 et externe 50 axiales annulaires de faible épaisseur s'étendant à partir de la surface inférieure 40b axialement en saillie en direction du capot de support 20. La jupe 48 interne est décalée radialement vers l'intérieur par rapport au palier à glissement 22, la jupe 50 externe étant décalée radialement vers l'extérieur par rapport audit palier et décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la collerette 42. Le palier à glissement 22 est donc monté sur le capot d'appui 18 radialement entre les jupes 48 et 50. Le capot d'appui 18 comporte encore une collerette 52 axiale interne de faible épaisseur s'étendant axialement vers le bas à partir d'un bord de petit diamètre de la partie massive 40 jusqu'au voisinage du capot de support 20. La collerette 52 délimite l'alésage 40c. Radialement entre la collerette 52 et la jupe 48 interne est ménagée à partir de la surface inférieure 40b une rainure 54 interne axiale annulaire orientée vers le capot de support 20. Une rainure 56 externe axiale annulaire est également formée à partir de la surface inférieure 40b et disposée radialement entre la jupe 50 externe et la collerette 42. La rainure 56 est orientée axialement en direction du capot de support 20. Le capot de support 20, d'axe 16, peut également consister en une pièce monobloc réalisée par moulage d'une matière thermoplastique, par exemple un polyamide PA 6.6 renforcé ou non de fibres de verre. Le capot de support 20 comporte une partie massive 58 annulaire comportant une surface supérieure 58a annulaire radiale en regard et à distance de la surface inférieure 40b du capot d'appui 18 et sur laquelle est ménagée une gorge ou rainure 60 annulaire pour le montage du palier à glissement 22. Plus précisément, la surface inférieure du corps 24 du palier à glissement vient axialement en appui contre le fond de la rainure 60, les bords interne 34 et externe 36 venant radialement en appui contre des bords axiaux opposés de ladite rainure. Dans un mode de réalisation, il pourrait également être possible de prévoir, dans le fond de la rainure 44 du capot d'appui 18 et dans le fond de la rainure 60 du capot de support 20 au niveau de la zone de contact avec le corps 24, des évidements ou rainures semblables aux rainures 26, 28. De telles rainures pourraient également permettre de stocker et distribuer progressivement du lubrifiant dans la zone de glissement afin de réduire les frottements. La partie massive 58 comporte également un alésage 58b axial de même diamètre que l'alésage 40c du capot d'appui 18. Le capot de support 20 comporte également des jupes interne 62 et externe 64 globalement axiales annulaires de faible épaisseur s'étendant à partir de la surface supérieure 58a axialement en saillie en direction du capot d'appui 18. La jupe interne 62, respectivement externe 64, est décalée radialement vers l'intérieur, respectivement vers l'extérieur, par rapport au palier à glissement 22. Ledit palier est monté radialement sur le capot de support 20 radialement entre les jupes 62 et 64. Le capot de support 20 comporte encore une rainure 66 interne axiale annulaire ménagée à partir de la surface supérieure 58a et orientée axialement en direction du capot d'appui 18, la rainure 66 étant disposée radialement entre la jupe 62 et le palier à glissement 22. Une rainure 68 externe axiale annulaire est également formée à partir de la surface supérieure 58a et orientée axialement en direction du capot d'appui 18. La rainure 68 est disposée radialement entre la jupe 64 et le palier à glissement 22. La jupe 62 du capot de support 20 s'étend axialement en partie à l'intérieur de la rainure 54 du capot d'appui 18. Les jupes 48, 50 dudit capot d'appui s'engagent respectivement axialement en partie à l'intérieur des rainures 66, 68 du capot de support. La collerette 52, la rainure 54 et la jupe 48 du capot d'appui 18 ainsi que la jupe 62 et la rainure 66 du capot de support 20 définissent une chambre interne sinueuse s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'espace axial délimité entre lesdits capots et à l'intérieur duquel est logé le palier à glissement 22. La coopération sans contact des jupes 48, 62 avec les rainures 66, 54 permet de former deux labyrinthes en forme de boucle ou chicanes d'étanchéité successives limitant l'introduction de particules polluantes en direction du palier à glissement 22. Alternativement, il est également possible de former une chambre interne comportant uniquement une chicane d'étanchéité, ou plus de deux chicanes. De façon similaire, la jupe 50 du capot d'appui 18 et la rainure 68 du capot de support 20 coopèrent sans contact pour former un labyrinthe ou chicane d'étanchéité afin d'éviter l'intrusion de particules polluantes pouvant se diriger radialement depuis l'extérieur en direction du palier à glissement 22. La jupe 50 et la rainure 68 définissent une chambre externe sinueuse s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'espace axial délimité entre les capots d'appui 18 et de support 20 à l'intérieur duquel est logé le palier à glissement 22. Dans ce mode de réalisation, la jupe 50 et la rainure 68 forment un unique labyrinthe d'étanchéité afin de limiter l'introduction de particules polluantes en direction du palier à glissement 22. Alternativement, il est également possible de former une chambre externe comportant plusieurs chicanes d'étanchéité. La chambre interne et/ou la chambre externe sinueuses ménagées entre les capots d'appui 18 et de support 20 peuvent avantageusement être emplies de graisse pour augmenter l'étanchéité du dispositif et pour réduire la friction entre les capots. La graisse peut être la même que celle utilisée pour le palier à glissement 22. Pour permettre l'accrochage axial du capot d'appui 18 sur le capot de support 20, le bord interne de la collerette 42 du capot d'appui comporte, à son extrémité inférieure, un crochet 70 continu ou discontinu circulairement dirigé globalement radialement vers l'intérieur et coopérant avec une nervure 72 annulaire prévue sur la jupe 64 du capot de support 20 qui s'engage dans la rainure 56. La nervure 72 s'étend radialement vers l'extérieur et comporte une surface inférieure prévue pour coopérer par friction avec le crochet 72 afin d'interférer diamétralement avec ledit crochet et d'empêcher une séparation du capot d'appui 18 et du capot de support 20. La partie massive 58 du capot de support 20 ménage une surface d'appui 80 inférieure pour la spire d'extrémité supérieure du ressort 12 de suspension qui se prolonge vers l'intérieur par une portion toroïdale en quart de cercle puis par une surface axiale 82 assurant le centrage dudit ressort. La surface d'appui 80 est inclinée par rapport à la surface supérieure 40a du capot d'appui 18. Un axe orthogonal à la surface d'appui 80 est sécant et incliné par rapport à l'axe 16 du capot d'appui 18 et de la tige amortisseur 14. L'angle formé entre cet axe orthogonal et l'axe 16 peut être compris entre 3 et 45°, et de préférence compris entre 5 et 20°. L'inclinaison de la surface d'appui 80 relativement à la surface supérieure 40a permet de réduire les efforts radiaux pouvant être exercés par le ressort 12 de suspension tout en conservant une bonne répartition des efforts axiaux exercés par ledit ressort au niveau du palier à glissement 22. Le capot de support 20 comporte encore une portion axiale 84 prolongeant l'extrémité inférieure de la partie massive 58 et s'étendant axialement vers le bas en délimitant un logement à l'intérieur duquel vient se loger un tampon amortisseur (non représenté) entourant la tige 14 d'amortisseur et pouvant être réalisé en matériau souple tel qu'un caoutchouc ou analogue. La variante de réalisation illustrée à la figure 3 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère uniquement en ce que la portion axiale 84 du capot de support 20 comporte intérieurement une pluralité de crochets de rétention 86 faisant saillie radialement vers l'intérieur et prévus pour coopérer avec une nervure annulaire prévue sur le tampon amortisseur pour permettre par coopération d'assurer la retenue axiale dudit tampon relativement au dispositif 10. La portion axiale 84 comporte également extérieurement une pluralité de crochets 88 faisant saillie radialement vers l'extérieur et prévus pour permettre la retenue axiale d'un soufflet de protection de la tige d'amortisseur sur le dispositif 10. Le mode de réalisation illustré à la figure 4 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère du premier mode de réalisation en ce qu'un insert ou armature 90 de renfort est noyée à l'intérieur du capot d'appui 18 et située axialement dans le prolongement du palier à glissement 22. L'armature 90 rigidifie le capot d'appui 18 afin de pouvoir transmettre des efforts élevés transmis par le ressort 12 de suspension et/ou l'amortisseur. Le capot de support 20 comporte également une armature 92 de rigidification sur laquelle le corps dudit capot est surmoulé et présentant en section droite une forme générale en L. L'armature 92 de rigidification comporte une collerette 94 disposée au voisinage immédiat de la surface d'appui 80 qui est prolongée axialement vers le bas, à partir d'un bord de petit diamètre, par une portion axiale 96 s'étendant au voisinage de la surface axiale 82. La collerette 94 est inclinée par rapport à la surface supérieure 40a du capot d'appui 18 de manière à rester à distance constante de la surface d'appui 80. La collerette 94 disposée axialement entre le palier à glissement 22 et le ressort 12 de suspension permet d'augmenter la résistance du capot de support 20 aux efforts axiaux dudit ressort, la portion axiale 96 permettant une reprise des efforts radiaux provenant dudit ressort. Le mode de réalisation illustré à la figure 5 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère du premier mode de réalisation en ce que la surface supérieure 58a du capot de support 20 et la surface inférieure 40b du capot d'appui 18 sont inclinées par rapport à la surface supérieure 40a dudit capot d'appui de manière qu'un axe 100 du palier à glissement 22 soit incliné par rapport à l'axe 16 orthogonal à ladite surface supérieure 40a. L'angle formé entre les axes 16 et 100 peut être compris entre 3 et 45°, et de préférence entre 5 et 20°. Dans ce mode de réalisation, les jupes et rainures formées à partir des surfaces inférieure 40b et supérieure 58a des capots d'appui 18 et de support 20 s'étendent axialement en considérant l'axe 100 mais sont inclinées par rapport à la surface de montage 40a supérieure du capot d'appui 18. La surface d'appui 80 du capot de support 20 pour le ressort 12 de suspension s'étend ici radialement en considérant l'axe 100 et est inclinée par rapport à la surface de montage 40a supérieure du capot d'appui. L'inclinaison de la surface de montage 58a supérieure du capot de support pour le palier à glissement 22 combinée à l'inclinaison de la surface d'appui 80 pour le ressort 12 de suspension par rapport à la surface supérieure 40a du capot d'appui 18 permet de réduire les efforts radiaux exercés par ledit ressort. Dans le mode de réalisation illustré, les inclinaisons de ces surfaces par rapport à la surface d'appui 40 sont égales. En variante, la surface de montage 58a supérieure peut être inclinée par rapport à la surface de montage 40a d'un angle différent de celui existant entre la surface d'appui 80 et la surface de montage 40a. Dans ce mode de réalisation, il pourrait bien entendu être possible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir une ou des armatures de rigidification noyées à l'intérieur du capot d'appui 18 et/ou du capot de support de manière à accroître la résistance des capots aux efforts exercés par le ressort de suspension. REVENDICATIONS1. Dispositif de butée de suspension pourvu d'un capot d'appui (18) supérieur comprenant une surface de montage (40a) supérieure destinée à venir en contact contre un élément extérieur au dispositif, d'un capot de support (20) inférieur comportant une surface d'appui (80) pour un ressort de suspension, et d'un palier à glissement (22) formant butée axiale disposé entre lesdits capots, caractérisé en ce que la surface d'appui (80) du capot de support est inclinée par rapport à la surface de montage (40a) supérieure du capot d'appui. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel au moins un des capots d'appui ou de support comprend au moins une jupe (50) externe montée en partie dans une rainure (68) ménagée sur l'autre capot pour former par coopération au moins un labyrinthe d'étanchéité, ladite jupe (50) externe entourant radialement le palier à glissement (22). 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, dans lequel au moins un des capots d'appui ou de support comprend au moins une jupe (48, 62) interne montée en partie dans une rainure (66, 54) ménagée sur l'autre capot pour former par coopération au moins un labyrinthe d'étanchéité, ladite jupe (48, 62) interne étant décalée radialement vers l'intérieur par rapport au palier à glissement (22). 4. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, dans lequel la jupe et la rainure associée forment une chambre sinueuse s'étendant à partir d'un espace ménagé entre les capots d'appui (18) et de support (20) et à l'intérieur duquel est situé le palier à glissement (22). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un des capots d'appui ou de support comprend au moins un crochet (70) apte à coopérer avec une nervure (72) ménagée sur l'autre capot pour la retenue axiale relative desdits capots. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capot de support (20) comporte une surface d'appui supérieure pour le palier à glissement (22), ladite surfaced'appui étant inclinée par rapport à la surface de montage (40a) supérieure du capot d'appui. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le palier à glissement (22) est constitué d'un corps (24) annulaire. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le palier à glissement (22) comporte des rainures (26, 28) radiales aptes à être emplies de lubrifiant. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le palier à glissement (22) est réalisé en matière thermoplastique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une armature de rigidification (90, 92) d'au moins un des capots d'appui ou de support. 11. Jambe de force comprenant un amortisseur et un dispositif de butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes.