Brevet FR2937587A1 — publié le 20100430

JAMBE DE SUSPENSION DE VEHICULE ET BUTEE ASSOCIEE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à une jambe de suspension de véhicule, notamment de type télescopique pour les roues directrices des véhicules. [0002] Plus particulièrement, l'invention apporte des améliorations au niveau de la butée de suspension. La butée de suspension encore appelée � butée � dans la suite de ce texte, est généralement disposée dans la partie supérieure de la jambe de suspension, entre un moyen d'appui inférieur servant à transmettre les efforts d'un ressort de suspension, et la caisse du véhicule. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0003] Dans le document FR 2 857 906, il est décrit un dispositif de butée de suspension, ainsi que la jambe associée. Cette butée comporte un roulement formant butée axiale disposé sur un moyen d'appui inférieur pour le ressort de suspension. De façon connue, le roulement comprend une rondelle inférieure formant chemin de roulement, des corps roulants et une rondelle supérieure ; ces trois éléments sont métalliques. Selon cet art antérieur, la bague ou rondelle inférieure est en contact avec un capot inférieur formé d'un corps en matériau synthétique plastique renfermant un insert métallique de renfort. Par ailleurs le capot inférieur est en contact par sa surface inférieure avec un tampon amortisseur coaxial à l'axe de l'amortisseur. Par une partie périphérique de sa surface inférieure, le capot inférieur sert d'appui pour un ressort. Ainsi les efforts axiaux appliqués au tampon et au ressort sont directement transmis à ce capot inférieur qui, malgré l'insert interne, présente des risques importants de casse ; ce qui peut induire la destruction du roulement lui même. [0004] On connaît aussi le brevet US2005/0242542 qui décrit une jambe de suspension dont la particularité consiste notamment en une coupelle intercalée entre le tampon, le capot d'appui inférieur et la rondelle inférieure de roulement.Cette coupelle reposant sur le tampon, les efforts générés par le tampon lui sont directement transmis. Tout comme dans le document précédent, les efforts et chocs sont entièrement appliqués à cette pièce et de ce fait au roulement qui risque d'être endommagé voire détruit. [0005] La figure 1 est un schéma de l'art antérieur où l'on voit en demi- coupe longitudinale les éléments essentiels d'une jambe de suspension avec notamment un ressort à boudin 1, un amortisseur télescopique dont seule la tige 3 est visible, et un tampon amortisseur de chocs 2, ces éléments étant disposés entre une roue (non représentée) et un bloc filtrant 11 lui-même placé entre deux tôles. La tôle supérieure est assemblée à la caisse du véhicule. [0006] Entre la dernière spire du ressort 1 et la caisse du véhicule est disposé un dispositif de butée de suspension 4 encore appelé � butée � dans la suite de ce texte. [0007] La butée de suspension comprend, de façon connue, un roulement de butée 5, un moyen d'appui inférieur 6 et un moyen d'appui supérieur 7. [0008] Plus précisément, le roulement de butée 5 définit un axe géométrique de rotation de la butée de suspension 4, et il comprend une rondelle inférieure 51 et une rondelle supérieure 59 toutes deux en acier embouti et formant un chemin de roulement pour des corps roulants tels que des billes, des rouleaux coniques ou encore des aiguilles. Chacune des rondelles prend appui respectivement sur le moyen d'appui inférieur 6 et supérieur 7 qui sont préférentiellement réalisées en un matériau synthétique afin d'absorber au mieux les diverses sollicitations mécaniques. [0009] En effet les efforts engendrés par le ressort 1 sont directement repris par le roulement 5 via le moyen d'appui inférieur 6. Selon cet art antérieur, les efforts sont donc transmis au roulement via la rondelle d'appui inférieure 51 qui est ici de petite dimension, et qui est simplement en appui sur le moyen 6. Il existe de ce fait des risques de désolidarisation des éléments formant le roulement, ainsi que de déformation voire de rupture. Par ailleurs, cette butée se révèle non totalement satisfaisante quant à son encombrement axial. [0010] Il existe d'autres solutions pour rigidifier la butée ou la jambe de suspension mais elles comportent toutes des pièces supplémentaires qui rendent les solutions compliquées voir fragiles. EXPOSE DE L'INVENTION [0011] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment au problème de la reprise des efforts du ressort et de fatigue des pièces de la butée eu égard notamment aux cahiers des charges de plus en plus exigeants en matière d'effort et d'encombrement correspondant aux véhicules d'aujourd'hui. [0012] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention une jambe de suspension d'un véhicule comportant un ressort à boudin, un tampon amortisseur, un amortisseur télescopique, un dispositif de butée de suspension, le dispositif comprenant : un roulement de butée définissant un axe géométrique de rotation du dispositif de butée et comprenant des corps roulants coopérant avec une rondelle inférieure et une rondelle supérieure métalliques, un moyen d'appui inférieur en matériau synthétique pour transmettre à la rondelle inférieure les efforts exercés par le ressort, et un moyen d'appui supérieur en matériau synthétique pour transmettre à la caisse du véhicule les efforts exercés par le ressort et passant par le roulement de butée. [0013] Conformément à l'invention, la rondelle inférieure est solidaire du moyen d'appui inférieur de façon à constituer un ensemble monobloc, la rondelle inférieure présentant une extrémité inférieure située radialement à l'intérieur du 25 ressort et axialement plus éloignée des corps roulants que le ressort. [0014] Du fait de son extension en direction axiale à un niveau inférieur au point de contact entre le ressort et le moyen d'appui inférieur, la rondelle inférieure 20 contribue à un renforcement d'une zone de fragilité du moyen d'appui inférieur et à une meilleure distribution des contraintes mécaniques dans cette zone. [0015] Selon un autre aspect de l'invention, l'extrémité inférieure de la rondelle inférieure est située à un niveau inférieur au point de contact (P2) entre le ressort et la surface inférieure du moyen d'appui inférieur radialement le plus proche de l'axe géométrique de rotation. [0016] La rondelle inférieure forme une jupe qui s'étend radialement à l'intérieur du ressort et axialement à l'opposé de la rondelle supérieure, et constitue un renfort dans cette zone de fragilité du moyen d'appui inférieure. [0017] Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, l'extrémité inférieure de la rondelle inférieure constitue un insert noyé dans la matière synthétique du moyen d'appui inférieur. [0018] Cette disposition est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet de diminuer de quelques précieux millimètres l'encombrement axial de la butée. En pratique, la pièce métallique constitutive de la rondelle inférieure, emboutie et traitée thermiquement de manière à présenter un chemin de roulement, est insérée dans un moule dans lequel la matière synthétique constitutive du moyen d'appui inférieur est injectée. [0019] Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la rondelle inférieure est emmanchée en force sur le moyen d'appui inférieur. [0020] Cette disposition, qui évite l'opération complexe de moulage du mode précédent, sera retenue notamment lorsque l'encombrement axial n'est pas déterminant pour l'application. [0021] Conformément à un autre aspect de l'invention, le moyen d'appui inférieur présente plusieurs bossages coopérant avec la surface inférieure de la rondelle inférieure pour constituer un verrouillage de forme. Ces bossages améliorent la cohérence entre la rondelle inférieure et le moyen d'appui inférieur, et évitent toute rotation intempestive de l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de rotation de la butée. [0022] En outre, la rondelle inférieure présente une épaisseur constante de l'ordre de 1,5 mm. [0023] La rondelle est obtenue de préférence par emboutissage d'une tôle. [0024] Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le moyen d'appui inférieur comprend en outre une pièce élastomère intermédiaire de filtration en contact avec la spire supérieure du ressort. Cette pièce de filtrage permet de limiter les vibrations de haute fréquence, c'est-à-dire au-delà de 500 Hz, transmises au roulement. [0025] En outre, l'environnement étant de plus en plus pollué, les pièces mécaniques proches du sol, telles que les éléments de suspension d'un véhicule, doivent en être protégées au maximum vis-à-vis de cet environnement. Pour ce faire, selon un mode de réalisation préféré, la pièce intermédiaire présente dans sa partie inférieure une manche annulaire souple destinée à protéger la jambe de suspension vis-à-vis du milieu extérieur. [0026] Cet aspect de l'invention répond au besoin de protection de la jambe de suspension, et en particulier du dispositif de butée, vis-à-vis de l'environnement extérieur pollué et agressif. [0027] De façon intéressante, la partie inférieure de la rondelle inférieure est constituée d'une jupe cylindrique, à laquelle est préférentiellement reliée une surface annulaire plane. [0028] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu des moyens pour transmettre à la caisse du véhicule les efforts appliqués au tampon 25 amortisseur sans passer par le roulement. [0029] Cette caractéristique évite au roulement des sollicitations importantes et/ ou brutales et vise donc à en augmenter la durée de vie. [0030] De même, il est prévu des moyens pour transmettre à la caisse du véhicule les efforts appliqués à l'amortisseur télescopique sans passer par le roulement. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0031] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, déjà commentée, une demi coupe d'une jambe de suspension selon l'art antérieur ; la figure 2, une demi coupe d'une jambe de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3, une demi coupe d'une jambe de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4, une demi coupe d'une jambe de suspension selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 5 est un détail des différents modes de réalisation de l'invention. [0032] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0033] On retrouve dans l'exemple de réalisation des figures 2 à 5 les éléments précédemment décrits et relatifs à l'état de la technique de la figure 1, mis à part notamment le roulement de butée qui comprend selon l'invention une rondelle inférieure 51 solidaire du moyen d'appui inférieur 6. Par ailleurs, le profil de la rondelle inférieure 51 est tel que la rondelle inférieure 51 présente une extrémité inférieure située à un niveau non habituel. Plus précisément l'extrémité inférieure de la rondelle 51 est située à un niveau inférieur au point de contact P1 entre le ressort 1 et la surface inférieure du moyen d'appui inférieur 6 axialement le plus proche de la rondelle supérieure 59. La rondelle inférieure 51 présente ainsi une extrémité inférieure située radialement à l'intérieur du ressort 1 et axialement plus éloignée des corps roulants que le ressort 1. [0034] Ainsi, la surface de contact et de liaison entre la rondelle inférieure 51 et le moyen d'appui inférieur 6 est plus importante que dans l'art antérieur, et l'on peut considérer que la rondelle inférieure 51 est un insert dans le moyen d'appui 6. [0035] L'extrémité inférieure de la rondelle inférieure 51 est favorablement située à un niveau inférieur au point de contact P2 entre le ressort 1 et la surface inférieure de la pièce d'appui inférieure radialement le plus proche de l'axe géométrique de rotation de la butée 4. [0036] La figure 2 illustre un mode de réalisation où la rondelle inférieure 51 est surmoulée sur et dans le moyen d'appui 6. Au niveau du chemin de roulement et juste en dessous, la rondelle 51 est surmoulée tandis que sa partie plus inférieure est noyée dans la pièce d'appui 6. [0037] Préférentiellement la partie la plus inférieure de la rondelle inférieure 51 est constituée d'une jupe cylindrique 52, noyée dans le moyen d'appui selon la figure 2. [0038] Il s'agit ainsi de renforcer mécaniquement cette zone proche de la dernière spire 10 du ressort 1 tout en compactant à la fois axialement et radialement le roulement de butée 5. [0039] Les figures 3 et 4 illustrent d'autres modes de réalisation de l'invention selon lesquels la rondelle 51 est emmanchée dans le moyen d'appui inférieur 6 ; plus précisément la jupe cylindrique 52 est ici emmanchée sur tout ou partie de la surface intérieure cylindrique du moyen d'appui inférieur 6. Ceci constitue une sorte d'ancrage de la rondelle 51 dans l'appui inférieur 6. Des rainures longitudinales ou autres moyens de liaison peuvent être prévus sur la surface intérieure du moyen d'appui 6 afin d'empêcher la rotation entre la rondelle 51 et l'appui inférieur 6. [0040] La figure 5 montre un détail de la partie centrale de la rondelle 51, plus spécifiquement de la zone entre la jupe inférieure cylindrique 52 et le chemin de roulement lui-même 54. Cette zone comprend notamment une surface annulaire plate 53 qui reprend une partie des efforts axiaux du ressort sur le moyen d'appui inférieur 6. [0041] La figure 5 illustre en outre les bossages 61, 62 sur le moyen d'appui inférieur 6. On voit que le profil de la rondelle inférieure 51 correspond au mieux à celui du moyen d'appui inférieur 6. [0042] La figure 4 illustre un mode de réalisation proche de celui de la figure 3 mais qui en diffère en ce que le moyen d'appui inférieur 6 comprend dans sa partie inférieure une manche annulaire souple 64 destinée à protéger la partie axiale de la jambe de suspension, notamment l'amortisseur télescopique 3 et le tampon amortisseur 2. Ce mode de réalisation est intéressant quand on sait que la pollution est de plus en plus importante de sorte que l'environnement de la partie inférieure des véhicules est de plus en plus agressif. [0043] La manche annulaire souple 64 peut être un soufflet comme illustré sur la figure 4, ou tout autre moyen équivalent. Il fait ici partie d'une pièce intermédiaire 63 en contact avec la spire supérieure 10 du ressort 1, qui lui sert de moyen de logement et de centrage. [0044] Par ailleurs la jambe de suspension selon l'invention comprend avantageusement des moyens pour transmettre à la caisse 11 les efforts appliqués au tampon amortisseur 2 sans passer par le roulement de butée 5. Ces moyens peuvent se présenter sous la forme d'une coupelle 12 recouvrant la partie haute du tampon 2 dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur de la rondelle inférieure. [0045] La coupelle préférentiellement métallique, en empêchant une déformation radiale importante de la partie haute du tampon 2, évite le contact entre le tampon 2 et la rondelle inférieure 51 du roulement. Ainsi, l'ensemble des REVENDICATIONS1. Jambe de suspension d'un véhicule comportant un ressort à boudin (1), un tampon amortisseur (2), un amortisseur télescopique (3), un dispositif de butée de suspension (4), le dispositif comprenant : un roulement de butée (5) définissant un axe géométrique de rotation du dispositif de butée (4) et comprenant des corps roulants (50) coopérant avec une rondelle inférieure (51) et une rondelle supérieure (59) métalliques, - un moyen d'appui inférieur (6) en matériau synthétique pour transmettre à la rondelle inférieure les efforts exercés par le ressort (1), et - un moyen d'appui supérieur (7) en matériau synthétique pour transmettre à la caisse du véhicule les efforts exercés par le ressort (1) et passant par le roulement de butée (5), caractérisée en ce que la rondelle inférieure (51) est solidaire du moyen d'appui inférieur (6) de façon à constituer un ensemble monobloc, la rondelle inférieure (51) présentant une extrémité inférieure située radialement à l'intérieur du ressort (1) et axialement plus éloignée des corps roulants (50) que le ressort (1). 2. Jambe de suspension d'un véhicule selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la rondelle inférieure (51) est située à un niveau inférieur au point de contact (P2) entre le ressort (1) et la surface inférieure du moyen d'appui inférieur radialement le plus proche de l'axe géométrique de rotation. 3. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la rondelle inférieure (51) constitue un insert noyé dans la matière synthétique du moyen d'appui inférieur (6). 4. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la rondelle inférieure (51) est emmanchée en force sur le moyen d'appui inférieur (6). 5. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen d'appui inférieur (6) présente plusieurs bossages (61,62) coopérant avec la surface inférieure de la rondelle inférieure (51) pour constituer un verrouillage de forme. 6. Jambe de suspension selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la rondelle inférieure (51) présente une épaisseur constante de l'ordre de 1,5 mm. 15 7. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen d'appui inférieur (6) comprend en outre une pièce élastomère intermédiaire de filtrage (63) en contact avec la spire supérieure (10) du ressort. 20 8. Jambe de suspension selon la revendication 7 caractérisée en ce que la pièce intermédiaire présente dans sa partie inférieure une manche annulaire souple (64) destinée à protéger la jambe de suspension vis-à-vis du milieu extérieur. 25 9. Jambe de suspension selon la revendication 8 caractérisée en ce que la manche annulaire (64) est constituée d'un soufflet. 10. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la partie inférieure de la rondelle 30 inférieure (51) est constituée d'une jupe cylindrique (52). 10 11. Jambe de suspension selon la revendication précédente caractérisée en ce que la rondelle inférieure présente une surface annulaire plane (53) reliée à la partie supérieure de la jupe cylindrique (52). 12. Jambe de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour transmettre à la caisse du véhicule les efforts appliqués au tampon amortisseur (2) sans passer par le roulement (5).10