Brevet FR3025138A1 — publié le 20160304

L'invention concerne une butée de suspension de véhicule automobile, notamment destinée à être intégrée dans une jambe de suspension télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile. L'invention s'applique à une butée de suspension comprenant une coupelle supérieure fixe destinée à être associée à la caisse du véhicule, une coupelle inférieure tournante comportant un appui pour le ressort de suspension et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative. Pour empêcher d'une part les fuites du lubrifiant présent dans l'espace de roulement, et d'autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, on connaît l'utilisation de joints d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité souple qui est associé ou intégré à l'une des coupelles pour être en contact frottant sur l'autre coupelle. Cette réalisation présente notamment l'inconvénient d'induire un couple de frottement lors de la rotation relative des coupelles, ce qui est préjudiciable pour l'utilisation de la butée dans le montage d'une roue directrice. Pour résoudre ce problème, le document WO-2009/019340 propose une butée de suspension de véhicule automobile qui comprend une coupelle supérieure, une coupelle inférieure et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative, lesdites coupelles étant agencées pour présenter entre elles au moins une chambre annulaire d'étanchéité, ladite butée comprenant en outre un élément d'étanchéité qui est disposé dans ladite chambre pour être en contact frottant sur chacune des coupelles et qui est monté mobile par rapport à au moins une coupelle. Ainsi, un compromis entre la fonction étanchéité et le couple induit est obtenu de façon particulièrement satisfaisante, et ce même en cas de déformation de la butée sous l'effet des efforts subis. 3025138 2 Toutefois, la butée de suspension peut être soumise à des projections de polluants extérieurs, par exemple des jets d'eau et/ou de boue, notamment lorsque le véhicule est utilisé par mauvais temps sur un terrain boueux et/ou couvert de flaques d'eau. 5 Dans ce cas, les polluants peuvent être projetés à grande vitesse contre l'élément d'étanchéité qui, étant mobile, peut se déplacer dans la chambre d'étanchéité en provoquant la rupture du contact frottant et l'entrée de polluants dans ladite chambre. 10 L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant une butée de suspension dans laquelle l'étanchéité est assurée par au moins un élément d'étanchéité qui est monté mobile dans la chambre d'étanchéité de sorte à pouvoir renforcer ponctuellement l'étanchéité en évitant notamment l'entrée de 15 polluants extérieurs projetés sur ledit élément. A cet effet, l'invention propose une butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure, une coupelle inférieure et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour 20 permettre leur rotation relative, lesdites coupelles étant agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire d'étanchéité, ladite butée comprenant en outre un élément d'étanchéité présentant deux segments qui sont montés mobiles dans ladite chambre par rapport à respectivement une première et une deuxième portée formées sur respectivement une coupelle, le 25 premier segment étant monté en glissement étanche sur la première portée, ledit glissement étanche étant agencé pour permettre un déplacement réversible de l'élément d'étanchéité jusqu'à une position dans laquelle le deuxième segment vient en contact étanche contre la deuxième portée. 30 D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : - la figure 1 représente en coupe axiale une butée de suspension selon un mode de réalisation de l'invention ; 3025138 3 - la figure 1 a est une vue partielle agrandie montrant plus particulièrement le montage de l'élément d'étanchéité intérieur de la butée de la figure 1. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en 5 référence à l'axe de rotation A de la butée de suspension (vertical sur les figures). En particulier, le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe A et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe A. Par ailleurs, les termes « supérieur » et « inférieur » sont relatifs à la disposition de la butée telle que représentée sur les figures. 10 Une roue d'un véhicule automobile, notamment une roue directrice, est montée sur le châssis par l'intermédiaire d'une jambe de force qui permet la suspension de la caisse relativement au sol. A cet effet, la jambe de force comprend classiquement un amortisseur, un ressort de suspension ainsi qu'une butée de 15 suspension sur laquelle le ressort vient en appui. En relation avec les figures, on décrit ci-dessous une butée de suspension qui comprend une coupelle supérieure fixe 1 destinée à être associée à la caisse du véhicule, une coupelle inférieure tournante 2 comportant un appui 3 pour le 20 ressort de suspension et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative autour d'un axe A. Ainsi, lorsque le ressort est sollicité en compression et en détente, l'enroulement des spires de ce dernier sur elles-mêmes est modifié, ce qui entraîne la rotation de la coupelle inférieure 2. En outre, le braquage des roues induit également une rotation de 25 la coupelle inférieure 2. Dans le mode de réalisation représenté, les coupelles supérieure 1 et inférieure 2 comprennent chacune une rondelle 5, 6, notamment réalisée en tôle emboutie, qui est pourvue d'une piste de roulement respectivement inférieure et 30 supérieure pour les corps roulants. Plus précisément, la rondelle supérieure 5 présente une portée intérieure axiale de rigidification 7, et une portée axi-radiale 8 sur la partie inférieure de laquelle 3025138 4 la piste de roulement supérieure est formée. La rondelle inférieure 6 comprend une portée axiale intérieure de rigidification 9, et une portée axi-radiale 10 sur laquelle la piste de roulement inférieure est formée en regard de la piste de roulement supérieure pour former un chemin de roulement à contact oblique 5 des corps roulants. La butée comprend en outre deux pièces d'habillage 11, 12, notamment réalisées par moulage d'un matériau thermoplastique rigide, par exemple de type polyamide 6.6. Ces pièces sont respectivement un couvercle 11 associé 10 sur la rondelle supérieure 5 pour être interposé entre le châssis et ladite rondelle supérieure, et un support 12 associé sous la rondelle inférieure 6, ledit support comprenant l'appui ressort 3. Ces pièces d'habillage 11, 12 permettent notamment une reprise des efforts du ressort et éventuellement de ceux de la butée de choc. 15 Dans le mode de réalisation représenté, le couvercle 11 comprend une jupe annulaire extérieure 13a et une jupe annulaire intérieure 13b formant sur respectivement un côté du support 12 une chambre annulaire extérieure 14a et une chambre annulaire intérieure 14b entre ledit couvercle et ledit support. En 20 particulier, les chambres d'étanchéité 14a, 14b sont formées entre les diamètres intérieurs et extérieurs du couvercle 11 et du support 12 et présentent un jeu de sorte à permettre la rotation du support 12 par rapport au couvercle 11 sans interférence entre ceux-ci. 25 Pour empêcher d'une part les fuites du lubrifiant présent dans l'espace de roulement, et d'autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, chacune des chambres d'étanchéité 14a, 14b comprend un élément d'étanchéité 15, 16, notamment réalisé en matériau thermoplastique rigide, par exemple en polyéthylène, en polypropylène, en polyamide 6, 6.6, 11 ou 12. 30 Les éléments d'étanchéité 15, 16 présentent une géométrie annulaire qui peut être réalisée d'une pièce, par exemple par moulage, chacun desdits éléments 3025138 5 d'étanchéité présentant deux segments qui sont montés mobiles dans une chambre 14a, 14b par rapport à respectivement une coupelle 1, 2. Selon une réalisation, au moins une chambre 14a, 14b peut contenir une 5 substance visqueuse pour améliorer l'étanchéité conférée par l'élément d'étanchéité 15, 16. En particulier, la substance peut également présenter une fonction de lubrification relativement aux déplacements de l'élément d'étanchéité 15, 16 dans la chambre 14a, 14b. 10 Sur les figures, la chambre annulaire extérieure 14a comprend une gorge annulaire radiale 17 qui est formée dans la coupelle inférieure 2, notamment sur le diamètre extérieur du support 12. Un premier élément d'étanchéité 15 est monté mobile dans la gorge 17 et, à l'opposé de ladite gorge, est en contact frottant sur la coupelle supérieure 1, notamment sur le couvercle 11. Ainsi, la 15 gorge 17 permet le guidage de l'élément d'étanchéité 15 lors de ses déplacements, tout en assurant un contact frottant étanche dudit élément sur le support 12 et sur le couvercle 11. La chambre annulaire extérieure 14a est délimitée par une portée 18 formée 20 sur une surface intérieure de la jupe extérieure 13a. Par ailleurs, le premier élément d'étanchéité 15 s'étend radialement et comprend un premier segment extérieur qui est en contact frottant sur la portée 18, ainsi qu'un deuxième segment intérieur qui se déplace radialement dans la gorge 17 selon une direction normale à la portée 18. Ainsi, en cas de déplacement relatif du 25 couvercle 11 et du support 12, la portée 18 induit un effort de déplacement de l'élément 15 dans la gorge 17 qui est optimisé pour limiter le couple résultant. En particulier, la gorge 17 s'étend radialement et la portée 18 s'étend axialement. Dans cette réalisation, un jeu radial est formé entre les diamètres 30 du premier élément d'étanchéité 15 et de la gorge 17 de sorte à permettre un déplacement radial dudit élément d'étanchéité dans ladite gorge. Par ailleurs, le premier élément d'étanchéité 15 présente, au moins au niveau de son 3025138 6 deuxième segment, une section sensiblement analogue à celle de la gorge 17, à savoir rectangulaire sur la figure 1. Selon une variante, un jeu peut être formé entre les périphéries externe du 5 premier élément d'étanchéité 15 et interne de la gorge 17. Selon une autre variante, un contact glissant par frottement peut être réalisé entre la gorge 17 et le deuxième segment de l'élément 15 qui est disposé à l'intérieur. Sur les figures, la jupe extérieure 13a est pourvue de saillies 20, le support 12 10 présentant une cavité 21 dans laquelle lesdites saillies sont disposées sans interférence de sorte à former crochet de maintien du couvercle 11 sur le support 12. La chambre annulaire intérieure 14b est équipée d'un deuxième élément 15 d'étanchéité 16 dont les deux segments 16a, 16b sont montés mobiles dans ladite chambre par rapport à respectivement une première 22 et une deuxième 23 portée formées sur respectivement une coupelle 1, 2. En particulier, le deuxième élément d'étanchéité 16 est monté dans la chambre 20 intérieure 14b de manière à ce que son premier segment 16a soit monté en glissement étanche sur la première portée 22, ledit glissement étanche étant agencé pour permettre un déplacement réversible de l'élément d'étanchéité 16 jusqu'à une position dans laquelle le deuxième segment 16b vient en contact étanche contre la deuxième portée 23. 25 Ainsi, lorsqu'une projection de polluant extérieur vient en contact contre le deuxième élément 16, ledit élément est déplacé par glissement étanche de son premier segment 16a le long de la première portée 22, jusqu'à ce que le deuxième segment 16b vienne se plaquer contre la deuxième portée 23 pour 30 réaliser un contact étanche et former barrage à ladite projection de polluant extérieur. 3025138 7 Par ailleurs, après la projection de polluant, l'élément d'étanchéité 16 n'est plus contraint, et revient à sa position initiale par glissement étanche du premier segment 16a le long de la première portée 22. Dans le même temps, le contact étanche entre le deuxième segment 16b et la deuxième portée 23 est rompu 5 afin de ne pas induire de couple de frottement entre deux projections. De ce fait, l'élément d'étanchéité 16 est généralement en contact frottant uniquement contre une coupelle 1, 2, notamment la coupelle inférieure 2, afin de limiter le couple induit par la fonction d'étanchéité et, lors d'une projection de 10 polluant dans la chambre 14b, ledit élément est mis ponctuellement en contact frottant contre les deux coupelles 1, 2 pour renforcer ponctuellement l'étanchéité de ladite chambre en faisant barrage à l'entrée de polluant. Ainsi, il est possible de combiner la fonction d'étanchéité induite par le contact 15 frottant à la limitation du couple induit par la possibilité de déplacement de l'élément d'étanchéité 16 par rapport à au moins une coupelle 1, 2. En particulier, en cas de déformation de la butée, notamment du couvercle 11 relativement au support 12, une diminution du jeu formé dans la chambre annulaire 14b ne conduit pas à une augmentation du couple induit par le 20 frottement de l'élément d'étanchéité 16. En outre, cela permet d'obtenir un couple de rotation qui est sensiblement constant et donc maitrisable de façon précise sur une plage de fonctionnement étendue, et ce notamment relativement aux sollicitations mécaniques que la butée de suspension a à subir dans le cadre de son utilisation. 25 Selon une variante non représentée, un tel élément d'étanchéité 16 pourrait être monté dans la chambre annulaire extérieure 14a et la chambre annulaire intérieure 14b pourrait être équipée d'un élément d'étanchéité 15 tel que décrit précédemment. Selon une autre variante, les deux chambres annulaires 14a, 30 14b pourraient être équipées chacune d'un tel élément d'étanchéité 16. Dans la mesure où le deuxième élément d'étanchéité 16 est rigide, les extrémités des segments 16a, 16b peuvent être agencées pour améliorer le 3025138 8 contact sur les portées 22, 23. A cet effet, dans le mode de réalisation représenté, l'extrémité de chaque segment 16a, 16b présente un bout arrondi. Sur les figures, les première 22 et deuxième 23 portées sont formées 5 respectivement sur la coupelle inférieure 2 et sur la coupelle supérieure 1, plus particulièrement sur le support 12 (pour la première portée 22) et sur le couvercle 11 (pour la deuxième portée 23). En particulier, le deuxième segment 16b et la deuxième portée 23 sont agencés 10 pour former un contact étanche selon une génératrice G qui est inclinée par rapport à l'axe de rotation A de la butée. Pour ce faire, le deuxième élément d'étanchéité 16 présente une géométrie annulaire dont la section présente une inclinaison a par rapport à l'axe de 15 rotation A, ladite inclinaison étant notamment dirigée vers l'intérieur, les premier 16a et deuxième 16b segments étant formés sur respectivement une extrémité de ladite section. Plus précisément, l'élément d'étanchéité 16 présente une extrémité extérieure 20 sur laquelle le premier segment 16a est formé et une extrémité intérieure portant le deuxième segment 16b. De plus, la première portée 22 s'étend parallèlement à l'axe de rotation A, et la deuxième portée 23 s'étend parallèlement à l'inclinaison a en formant un jeu J avec le deuxième segment 16b. 25 Ainsi, comme représenté sur les figures 1, en l'absence de projection sur l'élément d'étanchéité 16, le deuxième segment 16b n'est pas en contact sur la coupelle 1 en formant le jeu J ainsi qu'un jeu radial entre l'extrémité intérieure dudit élément et la jupe 13b, lesdits jeux étant agencés pour former une 30 chicane d'étanchéité entre ledit élément et le couvercle 11. Et, lorsqu'une projection de polluant extérieur vient en contact contre l'élément d'étanchéité 16, ledit élément est déplacé de manière réversible sur une course 3 0 2 5 1 3 8 9 correspondant au jeu J par glissement axial ascendant du premier segment 16a contre la première portée 22, le contact étanche étant réalisé suivant une direction inclinée entre le deuxième segment 16b et la deuxième portée 23. 5 La chambre annulaire intérieure 14b présente une ouverture 24 formée entre les coupelles 1, 2, ladite ouverture présentant une orientation qui est sensiblement perpendiculaire au deuxième élément d'étanchéité 16. Ainsi, toute projection de polluant extérieur qui pénètre par l'ouverture 24 est 10 dirigée sensiblement suivant cette orientation particulière de ladite ouverture, de sorte à venir frapper perpendiculairement le deuxième élément d'étanchéité 16 et entraîner son déplacement vertical ascendant par glissement de son premier segment 16a le long de la première portée 22, jusqu'à ce que le deuxième segment 16b vienne se plaquer en contact étanche contre la deuxième portée 15 23 pour former un barrage étanche à ladite projection. L'ouverture 24 est délimitée par deux saillies 25, 26 appartenant à respectivement une coupelle 1, 2 pour former une chicane, afin de former un barrage destiné à diminuer la puissance d'une projection de polluant entrant par 20 ladite ouverture. En relation avec les figures, le support 12 et le couvercle 11 comprennent respectivement une saillie radiale 26 et une saillie axiale 25 entre lesquelles l'ouverture 24 est formée. Selon un mode de réalisation, au moins une saillie 25 25, 26 peut présenter une jupe qui est raccordée à une portée 22, 23. En particulier, le support 12 comprend une saillie interne 27 qui présente une paroi axiale 28 depuis un bord inférieur de laquelle s'étend la saillie radiale 26, ainsi qu'une plateforme radiale 29 qui s'étend depuis un bord supérieur de 30 ladite paroi, la première portée 22 s'étendant axialement depuis un bord extérieur de ladite plateforme. De façon avantageuse, la saillie 26 et la plateforme 29 peuvent être légèrement en pente afin de faciliter l'évacuation de liquide et autres polluants. 3025138 10 La saillie axiale 25 s'étend depuis l'extrémité inférieure de la jupe intérieure 13b, la deuxième portée 23 s'étendant suivant l'inclinaison a depuis l'extrémité supérieure de ladite jupe intérieure. Ainsi, la jupe 13b et la deuxième paroi 23 5 forment entre elles un logement 30 dans lequel le deuxième segment 16b vient en contact étanche. Pour améliorer l'étanchéité du contact entre le deuxième segment 16b et la deuxième portée 23, le logement 30 peut présenter une géométrie complémentaire à la géométrie de l'extrémité intérieure de l'élément d'étanchéité 16. 10 Dans la mesure où les éléments d'étanchéité 15, 16 sont rigides, on peut, pour assurer le montage de la butée, prévoir de disposer lesdits éléments sur le support 12, notamment en disposant le premier élément 15 dans la gorge radiale 17 et le deuxième élément 16 sur la première portée 22, puis de monter 15 ledit support sur le couvercle 11 disposé à l'envers. Par ailleurs, pour faciliter ce montage, le bord libre de la jupe extérieure 13a et au moins une saillie 25, 26, notamment la saillie axiale 25, peuvent présenter un chanfrein 19, 31 sur lequel le bout arrondi respectivement du premier 20 segment de l'élément d'étanchéité 15 et du deuxième segment 16b de l'élément d'étanchéité 16 coulisse pour être disposé correctement dans la chambre 14a, 14b. REVENDICATIONS1. Butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure (1), une coupelle inférieure (2) et des corps roulants disposés entre lesdites coupelles pour permettre leur rotation relative, lesdites coupelles étant agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire d'étanchéité (14b), ladite butée comprenant en outre un élément d'étanchéité (16) présentant deux segments (16a, 16b) qui sont montés mobiles dans ladite chambre par rapport à respectivement une première (22) et une deuxième (23) portée formées sur respectivement une coupelle (1, 2), ladite butée étant caractérisée en ce que le premier segment (16a) est monté en glissement étanche sur la première portée (22), ledit glissement étanche étant agencé pour permettre un déplacement réversible de l'élément d'étanchéité (16) jusqu'à une position dans laquelle le deuxième segment (16b) vient en contact étanche contre la deuxième portée (23). 2. Butée de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième segment (16b) et la deuxième portée (23) sont agencés pour former un contact étanche selon une génératrice (G) qui est inclinée par rapport à l'axe de rotation (A) de ladite butée. 3. Butée de suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (16) présente une géométrie annulaire dont la section présente une inclinaison (a) par rapport à l'axe de rotation (A), les deux segments (16a, 16b) étant formés sur respectivement une extrémité de ladite section. 4. Butée de suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce que la deuxième portée (23) s'étend parallèlement à l'inclinaison (a) en formant un jeu (J) avec le deuxième segment (16b), le contact étanche étant réalisé par plaquage dudit deuxième segment sur ladite deuxième portée suite au déplacement réversible de l'élément d'étanchéité (16) sur une course correspondant audit jeu. 5. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la première portée (22) s'étend parallèlement à l'axe de rotation (A). 6. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les première (22) et deuxième (23) portées sont formées respectivement sur la coupelle inférieure (2) et sur la coupelle supérieure (1). 7. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les coupelles supérieure (1) et inférieure (2) comprennent chacune une rondelle (5, 6) qui est pourvue d'une piste de roulement respectivement inférieure et supérieure pour les corps roulants, ladite butée comprenant en outre deux pièces d'habillage (11, 12), respectivement un couvercle (11) associé sur la rondelle supérieure (5) et un support (12) associé sous la rondelle inférieure (6), la chambre d'étanchéité (14b) étant prévue entre ledit couvercle et ledit support. 8. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une deuxième chambre annulaire d'étanchéité (14a) dans laquelle un deuxième élément d'étanchéité (15) est disposé. 9. Butée de suspension selon la revendication 8, caractérisée en ce que la deuxième chambre (14a) comprend au moins une gorge annulaire (17) formée dans une coupelle (2), le deuxième élément d'étanchéité (15) étant monté mobile dans ladite gorge et, à l'opposé de ladite gorge, étant en contact frottant sur l'autre coupelle (1). 10. Butée de suspension selon la revendication 9, caractérisée en ce que la gorge (17) s'étend radialement et le deuxième élément d'étanchéité (15) s'étend radialement en présentant un premier segment qui est en contact 3025138 13 frottant sur l'autre coupelle (1) et un deuxième segment qui se déplace radialement dans ladite gorge. 11. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 5 caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (15, 16) est réalisé en matériau thermoplastique rigide. 12. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la chambre d'étanchéité (14b) présente une ouverture 10 (24) formée entre les coupelles (1, 2), ladite ouverture présentant une orientation qui est sensiblement perpendiculaire à l'élément d'étanchéité (16). 13. Butée de suspension selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ouverture (24) est délimitée par deux saillies (25, 26) appartenant à 15 respectivement une coupelle (1, 2) pour former une chicane. 14. Butée de suspension selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'au moins une saillie (25) présente un chanfrein (31). 20 15. Butée de suspension selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce qu'au moins une saillie (25) présente une jupe (13b) qui est raccordée à une portée (23).