Brevet FR3034046A1 — publié le 20160930

Dispositif de butée de suspension La présente invention concerne le domaine des dispositifs de butée de suspension utilisés en particulier pour les véhicules automobiles dans les jambes de force de suspension des roues directrices. Un tel dispositif de butée de suspension comprend généralement un roulement formant butée axiale et des capots supérieur et inférieur formant un logement pour les bagues du roulement et permettant d'assurer l'interface entre lesdites bagues et les éléments avoisinants. Le roulement peut être du type à contact oblique pour reprendre à la fois les efforts radiaux et les efforts axiaux exercés sur le dispositif. Le dispositif de butée est généralement disposé dans la partie supérieure de la jambe de suspension entre un ressort de suspension et un siège d'appui supérieur solidaire de la caisse du véhicule. Le ressort de suspension est monté autour d'une tige de piston amortisseur dont l'extrémité est liée à la caisse du véhicule. Le ressort de suspension, du type ressort hélicoïdal, vient axialement en appui directement ou indirectement sur le capot inférieur du dispositif de butée de suspension. Le dispositif de butée permet de transmettre des efforts axiaux et radiaux entre le ressort de suspension et la caisse du véhicule tout en autorisant un mouvement de rotation relatif entre le capot inférieur et le siège d'appui supérieur découlant d'un braquage des roues directrices du véhicule et/ou de la compression du ressort de suspension. Généralement, un tampon amortisseur, par exemple en caoutchouc ou en élastomère, est monté autour de la tige de piston et vient se loger dans un alésage du capot inférieur du dispositif de butée. Lors d'un choc sur la jambe de suspension, le ressort, la tige de 3034046 2 piston et le tampon amortisseur se compriment axialement. Le tampon amortisseur exerce alors des efforts axiaux et radiaux sur le capot inférieur du dispositif de butée. Pour plus de détails, on pourra par exemple se référer aux demandes de brevet WO-A1-2011/070117 et 5 FR-A1-3 003 803. Le dispositif de butée de suspension décrit dans ces documents antérieurs comprend un capot inférieur présentant une bonne résistance mécanique aux efforts exercés par le tampon amortisseur. Cependant, la présente invention vise encore à améliorer la 10 reprise des efforts exercés par le tampon amortisseur lors d'un choc sur la jambe de suspension. La présente invention vise également à prévoir un dispositif de butée de suspension de conception simple et économique. Dans un mode de réalisation, le dispositif de butée de 15 suspension comprend un capot d'appui supérieur, un capot de support inférieur et au moins un palier disposé entre lesdits capots. Le capot d'appui supérieur comprend une portion de centrage pour tampon amortisseur à l'intérieur de laquelle est destiné à être monté ledit tampon qui est extérieur audit dispositif. Ladite portion de centrage 20 s'étend axialement à l'intérieur d'un alésage du capot de support inférieur. La disposition sur le capot d'appui supérieur de la portion de centrage à l'intérieur de laquelle vient se monter le tampon amortisseur permet une meilleure reprise des efforts, notamment des 25 efforts radiaux, exercés par ce tampon dans la mesure où le capot d'appui reste fixe même lors d'un braquage des roues directrices. Au contraire, dans les dispositifs de l'art antérieur, le tampon amortisseur vient se centrer à l'intérieur du capot de support inférieur qui est mobile en rotation lors d'un tel braquage. 30 En outre, avec cette disposition, il devient possible d'assurer la reprise des efforts axiaux exercés par le tampon amortisseur via le siège d'appui solidaire de la caisse du véhicule, sans transmission de ces efforts au palier. 3034046 3 La portion de centrage du capot d'appui supérieur peut s'étendre axialement à l'intérieur d'un alésage d'une jupe axiale du capot de support inférieur, ladite jupe étant apte à assurer le centrage d'un ressort de suspension qui est extérieur audit dispositif. 5 Dans un mode de réalisation, la portion de centrage du capot d'appui supérieur s'étend axialement en saillie par rapport à un bord d'extrémité inférieur du capot de support inférieur. Le capot d'appui supérieur peut comprendre au moins une protubérance s'étendant radialement vers l'intérieur à partir d'un 10 alésage de la portion de centrage, ladite protubérance comprenant une surface d'appui inférieure pour le tampon amortisseur. Dans un mode de réalisation, le capot d'appui supérieur comprend une armature de renfort apte à renforcer la résistance mécanique de la portion de centrage dudit capot. L'armature de renfort 15 peut être noyée au moins en partie à l'intérieur d'un corps du capot d'appui supérieur qui comprend la portion de centrage. Alternativement, l'armature de renfort est montée radialement en appui contre un alésage de la portion de centrage du capot d'appui supérieur. Dans un mode de réalisation, le capot d'appui supérieur 20 comprend des moyens de retenue axiale coopérant avec des moyens de retenue axiale complémentaires du capot de support inférieur. Le dispositif forme ainsi un ensemble pouvant être manipulé, transporté et monté avec un risque de désolidarisation limité. De préférence, les moyens de retenue du capot d' appui supérieur sont disposés 25 radialement du côté opposé à la portion de centrage dudit capot par rapport au palier. Dans un mode de réalisation, le palier est pourvu d'une première bague et d'une seconde bague. Le capot d'appui supérieur est monté en contact avec l'une des bagues et le capot de support inférieur 30 est monté en contact avec l'autre bague. Le palier peut comprendre au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les première et seconde bagues. L'invention concerne également une jambe de suspension comprenant un dispositif de butée de suspension tel que défini 3034046 4 précédemment, un siège d'appui en contact contre une surface supérieure du capot d'appui supérieur dudit dispositif, et un tampon amortisseur disposé à l'intérieur de la portion de centrage dudit capot d'appui supérieur et monté axialement en contact contre le siège 5 d' appui La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de 10 butée de suspension selon un premier exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de butée de suspension selon un deuxième exemple de réalisation de l' invention. 15 Sur la figure 1, un dispositif de butée de suspension, référencé 10 dans son ensemble, est monté entre une coupelle ou siège d'appui 12 supérieur venant en contact contre un élément du châssis fixe d'un véhicule automobile et un ressort de suspension (non représenté) de type hélicoïdal. Le siège d'appui 12 et le ressort de suspension font 20 partie de la jambe de suspension associée au dispositif 10. Sur la figure 1, le dispositif 10 est représenté dans une position supposée verticale. Le dispositif 10, d'axe 10a, comprend un capot d'appui 14 supérieur venant en appui contre le siège d'appui 12 supérieur, un 25 capot de support 16 inférieur formant moyen d'appui pour le ressort de suspension, et un palier 18 à roulement interposé axialement entre lesdits capots et formant butée axiale. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le capot d'appui 14 supérieur est prévu pour permettre le logement et le 30 centrage d'un tampon amortisseur 19. Le tampon amortisseur 19 est monté autour d'une tige de piston amortisseur (non représentée). Le tampon amortisseur 19, réalisé en matériau souple tel qu'un caoutchouc ou un élastomère, présente une forme annulaire d'axe 10a. 3034046 5 Le palier 18 est disposé entre le capot d'appui 14 supérieur et le capot de support 16 inférieur et monté en contact contre lesdits capots. Les capots d'appui 14 et de support 16 sont montés en contact direct avec le palier 18 à roulement, sans interposition d'élément 5 intermédiaire entre eux. Le palier 18, d'axe 10a, comprend une bague supérieure 20 en contact avec le capot d'appui 14 supérieur et une bague inférieure 22 en contact avec le capot de support 16 inférieur entre lesquelles est logée une rangée d'éléments roulants 24 ici réalisés sous forme de 10 billes. Une cage (non représentée) peut être également prévue pour permettre le maintien d'un espacement circonférentiel régulier entre les éléments roulants 24. Les éléments roulants 24 sont disposés entre des pistes de roulement formées par les bagues supérieure 20 et inférieure 22. Avantageusement, ces bagues peuvent être obtenues à 15 partir d'un même flanc de tôle par découpe et emboutissage. Le capot de support 16 inférieur, d'axe 10a, est réalisé monobloc par moulage d'une matière synthétique rigide, par exemple en polyamide. La matière synthétique peut être chargée en fibres de verre. Le capot de support 16 comprend un corps 26 annulaire pourvu 20 d'une portion radiale 28 annulaire en forme de plateau et d'une jupe 30 axiale annulaire prolongeant un bord de petit diamètre de la portion radiale 28. La jupe 30 s'étend axialement à l'opposé du capot d'appui 14 supérieur et du palier 18. La portion radiale 28 comprend une surface radiale 28a inférieure annulaire délimitant une surface d'appui 25 pour la spire d'extrémité supérieure du ressort de suspension, et une surface toroïdale 28b supérieure en contact avec la bague inférieure 22 du palier et de forme complémentaire. La jupe 30 permet le centrage du ressort de suspension. Ce centrage est réalisé par la surface extérieure de la jupe 30. La jupe 30 délimite un alésage 30a axial. 30 L'alésage 30a forme en partie l'alésage du capot de support inférieur. Le capot de support 16 inférieur comprend encore une pluralité de crochets 32 externes ménagés sur la surface extérieure du corps 26 et s'étendant radialement vers l'extérieur. Les crochets 32 s'étendent radialement vers l'extérieur en direction du capot d'appui 14 3034046 6 supérieur. Dans l'exemple de réalisation illustré, les crochets 32 sont disposés au voisinage de l'extrémité supérieure du capot de support 16. Les crochets 32 sont ici espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, de préférence de manière régulière. 5 Alternativement, le capot de support 16 peut comprendre un crochet interne annulaire, i.e. continu dans le sens circonférentiel. Dans l'exemple de réalisation illustré, le capot d'appui 14 supérieur, d'axe 10a, comprend un corps 34 annulaire et une armature 36 de renfort. Le corps 34 est réalisé par moulage d'une matière 10 synthétique. Le corps 34 est ici réalisé monobloc. Le corps 34 du capot d'appui comprend une portion radiale 38 annulaire et une jupe 40 externe axiale annulaire prolongeant axialement vers le bas un bord de grand diamètre de la portion radiale 38 et entourant radialement le capot de support 16 inférieur. La 15 portion radiale 38 comprend une surface supérieure 38a axialement en contact contre le siège d'appui 12. Axialement du côté opposé au siège d'appui 12, la portion radiale 38 délimite une surface toroïdale 38b inférieure en contact avec la bague supérieure 20 du palier et de forme complémentaire. 20 Le corps 34 comprend également une pluralité de crochets 42 internes ménagés sur la jupe 40 externe et s'étendant radialement vers l'intérieur. Les crochets 42 s'étendent à partir de l'alésage de la jupe 40 externe radialement vers l'intérieur en direction du capot de support 16 inférieur. Les crochets 42 sont disposés axialement en- 25 dessous des crochets 32 du capot de support inférieur et présentent un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur des crochets 32 de façon à pouvoir interférer diamétralement avec lesdits crochets 32 en cas de déplacement axial relatif du capot de support 16 et du capot d'appui 14. Les crochets 42 du capot d'appui 14 supérieur forment des 30 moyens de retenue axiale coopérant avec des moyens de retenue axiale complémentaires du capot de support 16 formés par les crochets 32. Dans l'exemple de réalisation illustré, les crochets 42 sont espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, de préférence 3034046 7 de manière régulière. Alternativement, le corps 34 peut comprendre un crochet interne annulaire, i.e. continu dans le sens circonférentiel. Le corps 34 comprend encore une portion de centrage 44 externe axiale tubulaire prolongeant axialement vers le bas un bord de 5 petit diamètre de la portion radiale 38. La portion de centrage 44 s'étend axialement dans l'alésage du capot de support inférieur. La portion de centrage 44 s'étend axialement dans l'alésage 30a de la jupe 30 dudit capot. La portion de centrage 44 et la jupe 30 sont coaxiales, d'axe 10a. La portion de centrage 44 s'étend axialement en 10 saillie, ici vers le bas, par rapport à un bord d'extrémité inférieur de la jupe 30 du capot de support inférieur, ce bord formant le bord d'extrémité inférieur dudit capot. Un espace radial 46 annulaire est formé entre la portion de centrage 44 du capot d'appui supérieur et la jupe 30 du capot de support inférieur. 15 La portion de centrage 44 du capot d'appui supérieur présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre de la zone d'appui du palier 18 sur le capot de support 16 inférieur. La portion de centrage 44 est délimitée dans le sens radial par une surface extérieure 44a axiale annulaire radialement en regard de l'alésage 30a du capot de 20 support inférieur, et par un alésage 44b axial. La portion de centrage 44 délimite intérieurement un espace pour le montage de l'extrémité supérieure du tampon amortisseur 19. Le tampon amortisseur 19 s'étend en partie à l'intérieur dudit espace. Cet espace est délimité radialement par l'alésage 44b. 25 Le corps 34 comprend également une protubérance 48 annulaire ménagée sur la portion de centrage 44 et s'étendant vers l'intérieur. La protubérance 48 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de l'alésage 44b de la portion de centrage. Dans l'exemple de réalisation illustré, la protubérance 48 est située axialement au voisinage 30 immédiat de la zone de raccordement entre la portion radiale 38 et la portion de centrage 44 du corps 34. La protubérance 48 comprend une surface d'appui 48a radiale inférieure orientée axialement vers le tampon amortisseur 19. Dans l'exemple de réalisation illustré, la protubérance 48 est de forme annulaire, i.e. continue dans le sens 3034046 8 circonférentiel. En variante, le corps 34 peut comprendre une pluralité de protubérances espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférenti el. Le siège d'appui 12, axialement en appui contre la surface 5 supérieure 38a du capot d'appui supérieur, peut par exemple être réalisé en matière métallique. Le siège d'appui 12 présente ici une forme étagée. Le siège d'appui 12 comprend une portion radiale 50 annulaire montée dans l'alésage du capot d'appui supérieur. La portion radiale 50 est montée ici dans l'alésage 44b de la portion de centrage 10 44. La portion radiale 50 comprend une surface d'appui 50a annulaire radiale inférieure contre laquelle est monté axialement en appui le tampon amortisseur 19. La surface d'appui 50a forme une surface inférieure du siège d'appui 12. Lors d'un choc sur la jambe de suspension, le tampon 15 amortisseur 19 est comprimé axialement contre le siège d'appui 12. Sous l'effet de cette compression axiale, le tampon amortisseur 19 se déforme radialement vers l'extérieur et exerce des efforts radiaux sur la portion de centrage 44 du capot d'appui supérieur qui sont transmis ensuite au siège d' appui 12. Les efforts axiaux générés par 20 l'écrasement axial du tampon amortisseur 19 sont transmis au siège d'appui 12. Après déformation, le tampon amortisseur 19 vient axialement en appui contre la surface radiale 48a inférieure de la protubérance 48 du capot d'appui supérieur. Une partie des efforts axiaux est transmise au siège d'appui 12 par le capot d'appui 14 25 supérieur. Dans l'exemple de réalisation illustré, à l'état non comprimé du tampon amortisseur 19, un léger jeu radial subsiste entre le tampon et l'alésage 44b de la portion de centrage du capot d'appui supérieur. Lors de la compression axiale du tampon amortisseur 19, le tampon 30 vient radialement en contact contre l'alésage 44b. L'alésage 44b forme une surface axiale intérieure d'appui pour le tampon amortisseur 19. En variante, le diamètre de l'alésage 44b de la portion de centrage 40 peut être réduit de sorte à obtenir un contact radial entre ledit alésage 44b et le tampon amortisseur 19 à l'état non sollicité du tampon. Dans 3034046 9 ce cas, un contact axial peut également exister entre la protubérance 48 du capot d'appui supérieur et le tampon amortisseur 19 à l'état non sollicité du tampon. Dans l'exemple de réalisation illustré, le capot d'appui 14 5 supérieur comprend l'armature 36 de renfort pour renforcer la résistance mécanique de la portion de centrage 44 du capot. L'armature 36 de renfort est entièrement noyée à l'intérieur du corps 34. Le corps 34 est surmoulé sur l'armature 36 de renfort. L'armature 36 s'étend ici axialement à l'intérieur de la portion de centrage 44 et 10 de la portion radiale 38 du capot d'appui supérieur. L'armature 36 de renfort comprend une portion axiale 36a annulaire s'étendant à l'intérieur de la portion de centrage 44 qui est prolongée à une extrémité supérieure par une portion tronconique 36b s'étendant à la fois à l'intérieur de ladite portion de centrage et à l'intérieur de la 15 portion radiale 38. L'exemple de réalisation illustré à la figure 2, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier exemple décrit uniquement en ce que le capot d'appui 14 supérieur comprend une armature 52 de renfort montée dans l'alésage 44b de la 20 portion de centrage du capot d'appui supérieur. L'armature 52 présente ici une forme de coupelle. L'armature 52 est montée radialement en appui contre l'alésage 44b. L'armature 52 est montée axialement en appui contre la protubérance 48. L'armature 52 de renfort est fixée sur le capot d'appui 14 supérieur par tout moyen approprié, par exemple 25 par collage. L'armature 52 de renfort est interposée entre le corps 34 du capot d'appui et le tampon amortisseur 19. De façon analogue au premier exemple décrit, l'armature 52 vise à renforcer la résistance mécanique de la portion de centrage 44 du capot d'appui. Dans cet exemple de réalisation, l'armature 52 de renfort comprend une portion 30 axiale 52a annulaire radialement en appui contre l'alésage 44b de la portion de centrage 44 et qui est prolongée à chaque extrémité par une partie recourbée respectivement en concordance de forme avec le bord d'extrémité inférieur et la protubérance 48 du capot d'appui. 3034046 10 L'armature 52 de renfort délimite un alésage 52b pour le montage du tampon amortisseur 19. Dans cet exemple de réalisation, le tampon amortisseur 19 est inséré dans l'armature 52 de renfort du capot de support qui est elle- 5 même montée à l'intérieur de la portion de centrage 44 dudit capot. Le tampon amortisseur 19 est monté dans la portion de centrage 44 avec interposition de l'armature 52 de renfort. Le contact entre le tampon amortisseur 19 et le corps 34 du capot d'appui supérieur est indirect. Ce contact s'effectue par l'intermédiaire de l'armature 52 de renfort. 10 Comme indiqué précédemment, dans les exemples de réalisation illustrés, le capot d'appui 14 supérieur comprend une armature de renfort 36, 52 de sorte à améliorer la résistance mécanique de la portion de centrage dudit capot aux efforts radiaux exercés par le tampon amortisseur. En variante, il pourrait cependant être prévu un 15 capot d'appui dépourvu d'une telle armature. Dans une autre variante de réalisation, la portion de centrage 44 ou l'armature de renfort 52 du capot d'appui peut comprendre un moyen de retenue axiale du tampon amortisseur, pouvant par exemple être formé par un bourrelet radial annulaire prévu dans l'alésage de 20 ladite portion ou de ladite armature. Grâce à l'invention, on dispose d'un dispositif de butée dans lequel la portion de centrage à l'intérieur de laquelle s'étend le tampon amortisseur est prévue sur le capot d'appui supérieur qui est solidaire de la caisse du véhicule, ce qui permet d'obtenir une bonne 25 reprise des efforts exercés par ce tampon. L'invention a été illustrée sur la base d'un dispositif de butée de suspension comprenant un palier à roulement pourvu d'une première bague, d'une seconde bague et d'au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les bagues. En variante, le palier 30 peut être du type à glissement et être constitué d'un corps annulaire, par exemple réalisé en matière thermoplastique, et peut comporter des rainures radiales aptes à être emplies de lubrifiant. Dans une autre variante, le palier à glissement peut comprendre deux pistes ou bagues en glissement direct l'une sur l'autre. REVENDICATIONS1. Dispositif de butée de suspension comprenant un capot d'appui (14) supérieur, un capot de support (16) inférieur et au moins un palier (18) disposé entre lesdits capots, caractérisé en ce que le capot d'appui (14) supérieur comprend une portion de centrage (44) pour tampon amortisseur à l'intérieur de laquelle est destiné à être monté ledit tampon qui est extérieur audit dispositif, ladite portion de centrage (44) s'étendant axialement à l'intérieur d'un alésage du capot de support (16) inférieur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la portion de centrage (44) du capot d'appui supérieur s'étend axialement à l'intérieur d'un alésage d'une jupe (30) axiale du capot de support inférieur, ladite jupe étant apte à assurer le centrage d'un ressort de suspension qui est extérieur audit dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la portion de centrage (44) du capot d'appui supérieur s'étend axialement en saillie par rapport à un bord d'extrémité inférieur du capot de support (16) inférieur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capot d'appui (14) supérieur comprend au moins une protubérance (48) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir d'un alésage de la portion de centrage (44), ladite protubérance comprenant une surface d'appui (48a) inférieure pour le tampon amortisseur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capot d'appui (14) supérieur comprend une armature de renfort (36 ; 52) apte à renforcer la résistance mécanique de la portion de centrage (44) dudit capot. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'armature de renfort (36) est noyée au moins en partie à l'intérieur d'un corps (34) du capot d'appui supérieur qui comprend la portion de centrage (44). 3034046 12 7. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'armature de renfort (52) est montée radialement en appui contre un alésage de la portion de centrage (44) du capot d'appui supérieur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel le capot d'appui (14) supérieur comprend des moyens de retenue (42) axiale coopérant avec des moyens de retenue (32) axiale complémentaires du capot de support (16) inférieur. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les moyens de retenue (42) du capot d'appui supérieur sont disposés radialement 10 du côté opposé à la portion de centrage (44) dudit capot par rapport au palier (18). 10. Jambe de suspension comprenant un dispositif (10) de butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, un siège d'appui (12) en contact contre une surface supérieure (38a) 15 du capot d'appui supérieur dudit dispositif, et un tampon amortisseur (19) disposé à l'intérieur de la portion de centrage (44) dudit capot d'appui supérieur et monté axialement en contact contre le siège d' appui.