Brevet FR2970674A1 — publié le 20120727

BUTÉE DE SUSPENSION ET JAMBE DE SUSPENSION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à une butée de suspension pour une jambe de force comportant un amortisseur télescopique et un ressort à boudin, et plus spécifiquement à une butée de suspension comportant un roulement disposé entre le ressort à boudin et la superstructure du véhicule, et un support inférieur s'interposant entre le roulement et le ressort à boudin. L'invention se rapporte également à une jambe de suspension comportant une telle butée et à un procédé de fabrication d'une telle butée. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Les jambes de suspension de roue directrices de véhicules automobiles à ressort à boudin, notamment les jambes de suspension de type McPherson, comportent généralement un roulement de butée de suspension ayant pour fonction de transmettre les efforts axiaux et radiaux résultant de la compression du ressort à boudin tout en autorisant une rotation pratiquement sans frottement entre le ressort et la superstructure du véhicule. [0003] Pour limiter la transmission de vibrations de haute fréquence dans le domaine audible jusqu'à l'habitacle du véhicule, on interpose généralement entre la rondelle supérieure du roulement et la superstructure du véhicule un bloc filtrant en matériau élastomère qui intègre également l'interface de fixation à la caisse ou au châssis du véhicule. [0004] Par ailleurs, un déflecteur de protection est nécessaire pour limiter la pollution du roulement. Le déflecteur peut se présenter sous forme d'un capot en matière plastique interposé entre la rondelle supérieure du roulement et le bloc filtrant et comportant une jupe s'étendant axialement jusqu'au support inférieur, en regard et à faible distance de celui-ci. Ce capot peut être pourvu de moyens d'accrochage coopérant avec le support inférieur avant le montage de la butée de suspension sur le véhicule, de sorte que le support inférieur, le roulement et le capot forment un sous-ensemble préassemblé, comme proposé par exemple dans le document FR 2 899 154. Lors du montage de la jambe de force, le capot est monté en appui sous le bloc filtrant. [0005] Il a été proposé dans le document WO 01/92040 de surmouler le bloc filtrant en matériau élastomère directement sur le capot de protection. Dans cette réalisation, le capot supérieur constitue l'interface d'appui pour la rondelle supérieure du roulement et intègre par ailleurs un épaulement servant d'appui pour une butée de choc de l'amortisseur télescopique. II est également pourvu d'une jupe extérieure située en regard et à faible distance du support inférieur, afin de limiter les intrusions de polluants dans le roulement. Le capot est susceptible d'être soumis à des efforts multidirectionnels importants transmis par la butée de choc de l'amortisseur et par le roulement, et sa rigidité doit être élevée, pour éviter des déformations qui pourraient notamment amener la jupe du capot en contact avec l'appui inférieur. [0006] II a également été proposé de faire reposer la rondelle supérieure du roulement directement sur une seule pièce en matériau élastomère constituant à la fois un capot et un bloc filtrant, comme proposé par exemple dans le document EP 1 882 601 ou dans le document DE 100 47 773. Dans cette configuration, le bloc de matériau élastomère constitue également la jupe de protection du roulement, qui vient en regard du support inférieur pour constituer une perte de charge à l'entrée du roulement. Cette configuration est très défavorable, car le coefficient de frottement de l'élastomère sur le plastique est élevé. [0007] II s'avère alors difficile de choisir un matériau élastomère qui, au moins au niveau de la jupe, ait un coefficient de frottement par rapport à la matière du support inférieur suffisamment faible pour qu'en cas de déformation induisant un contact entre la jupe et le support inférieur, le roulement ne se trouve pas bloqué. Le risque est alors d'engendrer au niveau de la direction un comportement en à-coups tout à fait néfaste. EXPOSE DE L'INVENTION [0008] L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état 30 de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer une butée de suspension aux performances améliorées, limitant les problèmes de contact entre déflecteur de protection du roulement et support inférieur. [0009] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention une butée de suspension pour une jambe de force, notamment de type McPherson ou pseudo-McPherson, destinée à être montée à la superstructure d'un véhicule, la jambe de force comportant un amortisseur télescopique et un ressort à boudin, la butée comprenant : un roulement comportant une rondelle supérieure et une rondelle inférieure définissant des chemins de roulement sur lesquels roulent 10 des corps roulants ; un support inférieur en matière plastique, pourvu d'une face d'appui contre une extrémité supérieure du ressort à boudin pour transmettre les efforts d'appui du ressort à la rondelle inférieure ; et un déflecteur annulaire rigide solidaire de la rondelle supérieure et 15 formant une jupe présentant une face interne en regard du support inférieur, le déflecteur étant constitué en un matériau plastique différent de la matière plastique du support inférieur et tel que le coefficient de frottement statique entre le matériau plastique du déflecteur et la matière plastique du support inférieur est inférieur d'une part au 20 coefficient de frottement statique entre le matériau plastique du déflecteur et lui-même et d'autre part au coefficient de frottement statique entre la matière plastique du support inférieur et lui-même. [0010] Préférentiellement, la matière plastique du support inférieur est plus rigide que le matériau plastique du déflecteur, car le support inférieur est soumis à 25 des efforts importants. [0011] Préférentiellement, la matière plastique du support inférieur et le matériau plastique du déflecteur sont choisis parmi l'un des couples suivants : PA66/POM POM/PA66 PP/PA66 PA66/PP PP/POM - POM/PP [0012] Préférentiellement, le déflecteur est en POM. [0013] Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la butée comporte en outre un bloc filtrant pourvu d'une interface rigide de fixation à la superstructure du véhicule et d'un bloc de matériau élastomère interposé entre l'interface de fixation et la rondelle supérieure, le déflecteur annulaire rigide comprenant une partie formant insert surmoulé dans le bloc de matériau élastomère et une partie faisant saillie à l'extérieur du bloc filtrant et formant la jupe. [0014] II est alors possible de constituer un sous-ensemble pré-assemblé incluant le roulement, le support inférieur et le bloc filtrant pourvu de son déflecteur annulaire. Des crochets peuvent d'ailleurs être prévus au niveau de la jupe, pour coopérer avec le support inférieur dans les phases précédant le montage du sous-ensemble sur le véhicule. En variante, la butée peut être pourvue d'une pièce d'accrochage intérieur surmoulée dans bloc de matériau élastomère. [0015] La face interne du déflecteur annulaire constitue, avec la surface en regard du support inférieur, une perte de charge limitant les intrusions de polluants dans le roulement. [0016] Selon un mode de réalisation, le bloc de matériau élastomère est adhérisé à la rondelle supérieure, ce qui confère à l'assemblage une grande cohérence. La rondelle supérieure peut également être pourvue de lumières remplies par le matériau élastomère du bloc de matériau élastomère, pour former un inter-verrouillage positif des pièces. [0017] Suivant un mode de réalisation, le bloc filtrant est pourvu d'un anneau métallique situé radialement à l'intérieur du bloc de matériau élastomère pour constituer une interface de fixation de l'amortisseur télescopique. L'anneau métallique est préférentiellement conformé en cuvette de manière à présenter une face plane formant un fond et une face cylindrique ou tronconique, pour loger tout ou partie d'une butée de choc en matériau élastomère. [0018] Suivant un mode de réalisation, l'interface rigide de fixation à la superstructure du véhicule et le déflecteur annulaire ne forment qu'une seule pièce rigide. La partie de cette pièce insérée dans le bloc de matériau élastomère peut s'étendre radialement vers l'intérieur du bloc filtrant de manière à présenter un plus petit diamètre qui est inférieur au diamètre primitif du roulement. Cette disposition assure une rigidification du bloc filtrant. [0019] Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à une jambe de force comportant un amortisseur télescopique, un ressort à boudin entourant l'amortisseur télescopique, et notamment à une jambe de force de type McPherson ou pseudo-McPherson, comportant en outre une butée de suspension telle que décrite précédemment. [0020] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un procédé de fabrication d'une butée de suspension, comportant une étape de fabrication d'un bloc filtrant par injection d'une matière élastomère dans un moule dans lequel ont été au préalable placés au moins une pièce d'interface de fixation du bloc à une superstructure du véhicule et un déflecteur. Une bague supérieure de roulement peut également avoir été placée dans le moule. Le cas échéant, une pièce d'interface de fixation d'une tige d'amortisseur télescopique ou d'appui d'une butée de choc peut également être placée dans le moule. Toutes les pièces mentionnées ne sont naturellement que partiellement insérées dans le moule de sorte qu'une partie seulement de chaque pièce est surmoulée, une autre restant non couverte par le matériau élastomère, et donc disponible pour la fonction à laquelle la pièce est destinée.30 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0021] 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, une vue en coupe d'une butée de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2, une vue en coupe d'une butée de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et la figure 3, une vue en coupe d'une butée de suspension selon un troisième mode de réalisation de l'invention. [0022] 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 [0023] Sur la figure 1 est représentée une butée de suspension 10 constituant la partie haute d'une jambe de suspension, à l'interface entre la jambe de suspension et la superstructure d'un véhicule, en pratique sa caisse ou un élément de son châssis. Cette butée de suspension 10 comporte un roulement 12 constitué d'une rondelle supérieure 14 et d'une rondelle inférieure 16 formant des chemins de roulement respectivement supérieur 14.1 et inférieur 16.1 sur lesquels roulent des corps roulants 18 constitués par des billes. Une pièce de support 20 est interposée entre la rondelle inférieure 16 et la spire supérieure d'un ressort à boudin 22 de la jambe de suspension, la rondelle étant en appui contre une face 20.1 du support inférieur 20 tournée axialement vers le haut et le ressort à boudin 22 contre épaulement 20.2 du support inférieur tourné axialement vers le bas. Un anneau en matière élastomère (non représenté) peut être interposé le cas échéant entre la pièce de support et le ressort à boudin. [0024] Un bloc filtrant 24 est interposé entre le roulement 12 et la superstructure du véhicule. Ce bloc filtrant est constitué d'un bloc en matériau élastomère 26 et d'une ou plusieurs pièces rigides 28 partiellement insérées dans le bloc de matériau élastomère et dont les parties saillantes forment des pattes de fixation 28.1 pourvues de trous pour le passage 28.2 pour des vis de fixation à la superstructure du véhicule. Dans le mode de réalisation représenté, une seule pièce 28 de forme générale triangulaire est insérée dans le bloc de matériau élastomère, les sommets du triangle formant trois pattes 28.1 à 120°, dont l'une est visible sur la figure. La forme exacte de l'interface peut naturellement être adaptée à la configuration de la caisse ou du châssis du véhicule. [0025] Le bloc de matériau élastomère 26 présente une forme générale annulaire pour permettre la fixation en son centre de l'extrémité de la tige d'un amortisseur télescopique (non représentée). L'interface de fixation de la tige d'amortisseur est constituée d'une pièce métallique 30 pourvue d'un fond plan 10 30.1 présentant un orifice central 30.2 et entouré d'une paroi cylindrique 30.3. Cette interface de fixation est préférentiellement adhérisée au bloc de matériau élastomère 26. [0026] La rondelle supérieure 14 du roulement est de préférence adhérisée au bloc de matériau élastomère 26, et peut le cas échéant être pourvue de trous 14.2 15 remplis par des prolongements du bloc de matériau élastomère en forme de plots 26.1. [0027] Le bloc de matériau élastomère 26 peut présenter une jupe intérieure 26.2 disposée en regard d'une paroi cylindrique intérieure 20.3 du support inférieur 20, pour constituer une perte de charge à l'entrée radiale intérieure du 20 roulement 12. [0028] Un déflecteur 32 est prévu pour protéger le roulement 12 du côté radial extérieur. Ce déflecteur est constitué d'une pièce rigide 32 qui comporte une partie 32.1 formant insert pénétrant dans le bloc de matériau élastomère 26, et une partie 32.2 extérieure au bloc de matériau élastomère 26, formant une jupe 25 disposée en regard d'une paroi 20.4 du support inférieur 20 tournée radialement vers l'extérieur. [0029] Le support inférieur 20 peut être pourvu d'une collerette 20.5 qui sert à la fois de chicane dans le passage étroit entre le jupe 32.2 et le support inférieur 20 et de portée d'accrochage pour des crochets individuels 32.3 formé sur le 30 déflecteur. [0030] Le déflecteur 32 peut être constitué en métal. Toutefois, et de façon préférentielle, le déflecteur est constitué en matière plastique rigide. Dans la mesure où des contacts ponctuels peuvent se produire entre la jupe 32.2 du déflecteur et le support inférieur 20 lors des déformations dynamique de la butée, les matériaux constitutifs des deux pièces doivent être appariés avec soin. [0031] En prenant pour critères de sélection tribologiques l'effort de décollement et le coefficient de frottement statique entre matériaux, on a établi par essais comparatifs la table suivante : Effort de décollement (N) Coefficient de frottement POM/POM 2844 0,25 PA66/PA66 2080 0,17 PA66/POM 1033,6 0,078 PP/PA66 1385 0,076 PP/POM 351 0,108 [0032] II ressort de cette table que les couples polyamide PA66 / polyoxyméthilène (POM), polypropylène / polyamide et polypropylène / polyoxyméthilène présentent des caractéristiques tribologiques plus avantageuses que les couples monomatières polyoxyméthilène/ polyoxyméthilène ou polyamide/polyamide. Les matières citées ci-dessus ne sont pas limitatives. Plus généralement, il est possible, en choisissant des couples de matières différentes, d'obtenir de meilleurs propriété tribologiques qu'en utilisant une seule et même matière pour le support inférieur et le déflecteur. De préférence, on retiendra le matériau le plus rigide pour le support inférieur 20, l'autre matériau étant retenu pour le déflecteur 32. [0033] Sur la figure 2 est représentée une butée de suspension 10 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, qui ne diffère du précédent que par le fait que l'interface de fixation 28 de la butée à la superstructure du véhicule et le déflecteur 32 ne forment qu'une seule pièce, partiellement surmoulée par le bloc de matériau élastomère 26. [0034] II est à noter que, suivant les modes de réalisation des figures 1 et 2, le risque de contact entre la jupe intérieure 26.2 du bloc filtrant 24 et la support inférieur 20 est faible, du fait de la proximité de l'axe de rotation Z du roulement, et de l'absence de chicane entre les surfaces en regard. C'est la raison pour laquelle cette région n'est pas considérée comme critique pour les risques de contacts en pièces tournantes. Pour autant, il est possible de remplacer la jupe intérieure 26.2 par une pièce spécifique rigide en un matériau apparié avec celui du support inférieur 20. [0035] C'est dans cet esprit qu'est proposé un troisième mode de réalisation illustré sur la figure 3. La butée de suspension 10 qui y est représentée ne diffère du mode de réalisation de la figure 1 que par les moyens de préassemblage du support inférieur 20 au bloc filtrant 24 qui sont prévus indépendamment du déflecteur 32. En l'espèce, le bloc filtrant 24 est pourvu d'une bague rigide 34 partiellement emmanchée ou insérée dans le bloc de matériau élastomère 26 et formant une collerette 34.1 faisant saillie radialement vers l'extérieur, en interférence radiale avec une collerette correspondante 20.6 formée sur le support inférieur 20, qui fait saillie radialement vers l'intérieur. [0036] Préférentiellement, les matériaux de la bague 34 et du support inférieur 20 sont appariés de la manière décrite plus haut. [0037] Dans l'ensemble des modes de réalisation, le bloc filtrant 24 est obtenu par moulage de la matière élastomère du bloc filtrant 26 dans un moule contenant au préalable les éléments destinés à être surmoulés, à savoir au moins l'interface de fixation 28 à la superstructure du véhicule et le déflecteur 32, ainsi que de préférence la rondelle supérieure 14 du roulement et, le cas échéant, l'interface 30 de fixation à la tige d'amortisseur et la bague 34. [0038] Naturellement, diverses variantes sont envisageables. En particulier, l'appariement des matériaux du déflecteur et du support inférieur peut trouver application dans des variantes pour lesquelles le déflecteur n'est pas surmoulé par le matériau élastomère du bloc filtrant. REVENDICATIONS1. Butée de suspension pour une jambe de force destinée à être montée à la superstructure d'un véhicule, la jambe de force comportant un amortisseur télescopique et un ressort à boudin, la butée comprenant : un roulement (12) comportant une rondelle supérieure (14) et une rondelle inférieure (16) définissant des chemins de roulement (14.1 : 16.1) sur lesquels roulent des corps roulants (18) ; - un support inférieur (20) en matière plastique, présentant une face d'appui (20.2) contre une extrémité supérieure du ressort à boudin et une face d'appui (20.1) contre la rondelle inférieure pour transmettre les efforts d'appui du ressort à la rondelle inférieure et un déflecteur annulaire (32) rigide solidaire de la rondelle supérieure (14) et formant une jupe (32.2) présentant une face interne en regard du support inférieur, le déflecteur étant constitué en un matériau plastique différent de la matière plastique du support inférieur et tel que le coefficient de frottement statique entre le matériau plastique du déflecteur et la matière plastique du support inférieur est inférieur d'une part au coefficient de frottement statique entre le matériau plastique du déflecteur et lui-même et d'autre part au coefficient de frottement statique entre la matière plastique du support inférieur et lui-même. 2. Butée de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière plastique du support inférieur (20) est plus rigide que le matériau plastique du déflecteur (32). 3. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur (32) est en POM. 4. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière plastique du support inférieur (20) et lematériau plastique du déflecteur (32) sont choisis parmi l'un des couples suivants : PA66/POM POM/PA66 - PP/PA66 - PA66/PP PP/POM - POM/PP 5. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée comporte en outre un bloc filtrant (24) pourvu d'une interface (28) rigide de fixation à la superstructure du véhicule et d'un bloc (26) de matériau élastomère interposé entre l'interface de fixation et la rondelle supérieure, le déflecteur annulaire rigide (32) comprenant une partie (32.1) formant insert surmoulé dans le bloc de matériau élastomère et une partie (32.2) faisant saillie à l'extérieur du bloc filtrant et formant la jupe. 6. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déflecteur (32) est pourvu de moyens d'accrochage élastique (32.3) du déflecteur sur le support inférieur. 7. Jambe de force comportant un amortisseur télescopique, un ressort à boudin entourant l'amortisseur télescopique, comportant en outre une butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes.