DISPOSIF DE BUTÉE DE SUSPENSION DE VÉHICULEVEHICLE SUSPENSION STOP ARRANGEMENT
L'invention se rapporte à une butée de suspension pour une jambe de suspension de véhicule, notamment pour une jambe de suspension télescopique de roue directrice de véhicule automobile. Une butée de suspension pour une jambe de suspension comportant un ressort à boudin, un amortisseur télescopique et un tampon d'amortissement est décrite dans le document FR 2 859 513. Cette butée comporte un roulement et une pièce d'appui intermédiaire en matériau synthétique disposée entre le roulement et le ressort à boudin et pourvu d'un siège pour l'extrémité supérieure d'un ressort à boudin et d'une jupe dans laquelle vient s'insérer une douille de fixation du tampon. La douille est en contact radial avec la surface intérieure de la jupe, et est pourvue d'une collerette qui se rabat sur le rebord de la jupe. Ainsi, les efforts appliqués par le tampon sur la douille sont transmis par la jupe cylindrique du corps en matériau synthétique et, en particulier, par le rebord de la jupe sur lequel s'appuie la collerette de la douille. La tenue mécanique de la jupe en cas de chocs répétés laisse à désirer. Dans le document FR 2 857 906 est par ailleurs proposé un dispositif de butée de suspension, comprenant un roulement formant butée axiale disposée sur un couvercle inférieur d'appui pour un ressort, apte a se déplacer angulairement avec le ressort. Le roulement comprend une bague supérieure et une bague inférieure en contact avec le couvercle inférieur, la butée étant équipée de moyens pour maintenir ensemble le roulement et le couvercle inférieur. Le couvercle inférieur est constitué d'un corps en matériau synthétique renforcé par un insert métallique. Le corps comprend une surface inférieure d'appui pour un tampon amortisseur, cette surface étant de diamètre inférieur au diamètre de la zone d'appui de la bague inférieure du roulement sur le couvercle inférieur. Cette construction est satisfaisante du point de vue de la transmission au roulement des efforts axiaux appliqués par le tampon amortisseur. Mais elle s'avère onéreuse et difficile à recycler, du fait de l'insert métallique. Dans le document FR 2 867 421 est par ailleurs décrit un dispositif de butée de suspension pour véhicule automobile, comprenant un roulement et une pièce d'appui inférieure pour un ressort, le roulement étant destiné a transmettre des efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule automobile tout en autorisant une certaine rotation de la pièce d'appui. La pièce d'appui est prise entre deux coupelles rigides qui sont en appui l'une contre l'autre par leurs fonds plats : l'une des coupelles est en appui périphérique sur une bague inférieure du roulement alors que le fond de l'autre coupelle constitue une surface d'appui pour un tampon amortisseur. Les efforts appliqués par le tampon sont par conséquent directement transmis par le fond de la coupelle inférieure à la coupelle supérieure et au roulement, sans filtration intermédiaire ce qui peut être désavantageux du point de vue de la transmission des bruits. La coupelle supérieure est une pièce complexe et chère, qui doit être dimensionnée différemment pour chaque application, de sorte que cette construction ne permet pas d'utiliser les mêmes pièces pour différentes jambes de suspension d'une même gamme. L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer une butée qui permette de bien contrôler la reprise et la transmission des efforts appliqués par le tampon d'amortissement au roulement, d'éviter une détérioration prématurée de la butée, de limiter la transmission des bruits à la structure du véhicule, le tout à faible coût. The invention relates to a suspension stop for a vehicle suspension strut, in particular for a telescopic suspension strut of a motor vehicle steering wheel. A suspension stop for a suspension strut comprising a coil spring, a telescopic damper and a damping pad is described in document FR 2 859 513. This abutment comprises a bearing and an intermediate support piece of synthetic material arranged between the bearing and the coil spring and provided with a seat for the upper end of a coil spring and a skirt in which is inserted a sleeve for fixing the buffer. The sleeve is in radial contact with the inner surface of the skirt, and is provided with a collar which is folded over the rim of the skirt. Thus, the forces applied by the buffer on the sleeve are transmitted by the cylindrical skirt of the body of synthetic material and, in particular, by the edge of the skirt on which the collar of the sleeve rests. The mechanical strength of the skirt in case of repeated shocks leaves something to be desired. In the document FR 2 857 906 is also proposed a suspension stop device, comprising a bearing forming axial stop disposed on a lower bearing cover for a spring, adapted to move angularly with the spring. The bearing comprises an upper ring and a lower ring in contact with the lower cover, the stop being equipped with means for holding the bearing and the lower cover together. The lower cover consists of a body of synthetic material reinforced with a metal insert. The body comprises a bottom bearing surface for a damping pad, this surface being of diameter less than the diameter of the bearing area of the lower ring of the bearing on the lower cover. This construction is satisfactory from the point of view of the transmission to the rolling axial forces applied by the damping buffer. But it is expensive and difficult to recycle, because of the metal insert. In document FR 2 867 421 is also described a suspension stop device for a motor vehicle, comprising a bearing and a lower bearing for a spring, the bearing being intended to transmit axial forces between the spring and the body of the motor vehicle while allowing some rotation of the support piece. The support piece is taken between two rigid cups which are supported against each other by their flat bottoms: one of the cups is in peripheral support on a lower ring of the bearing while the bottom of the other cup constitutes a bearing surface for a damping pad. The forces applied by the buffer are therefore directly transmitted from the bottom of the lower cup to the upper cup and the bearing, without intermediate filtration which can be disadvantageous from the point of view of the transmission of noise. The upper cup is a complex and expensive piece, which must be dimensioned differently for each application, so that this construction does not allow to use the same parts for different suspension legs of the same range. The invention therefore aims to remedy the disadvantages of the state of the art, so as to provide a stop that allows to control the recovery and transmission of the forces applied by the rolling damping buffer, to avoid deterioration premature stop, to limit the transmission of noise to the structure of the vehicle, all at low cost.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de butée de suspension pour une jambe de suspension d'un véhicule, la jambe étant pourvue d'un ressort et d'un tampon amortisseur, le dispositif comportant : - un palier de butée pourvu d'une rondelle métallique inférieure tournant par rapport à une rondelle métallique supérieure ; - une coupelle métallique emboutie monobloc dans laquelle vient se loger le tampon amortisseur et formant d'une part un fond constituant une surface de contact avec le tampon amortisseur et d'autre part une jupe de confinement radial du tampon amortisseur ; et - une pièce intermédiaire d'appui en matière synthétique pour transmettre à la rondelle inférieure les efforts exercés par le tampon sur la coupelle métallique ainsi que les efforts exercés par le ressort sur l'épaulement extérieur, la pièce intermédiaire d'appui comportant : - une face supérieure pourvue d'une zone d'appui annulaire de la rondelle inférieure ; et - une face inférieure formant d'une part un épaulement extérieur d'appui du ressort et d'autre part un épaulement intérieur transversal de renfort et de maintien sur lequel vient en appui direct le fond de la coupelle métallique. 30 La pièce intermédiaire en matériau synthétique, qui est en contact d'une part avec la rondelle inférieure du palier et d'autre part avec la coupelle, constitue la seule pièce intermédiaire entre la rondelle inférieure du palier d'une part, et les pièces d'appui du tampon amortisseur et du 15 20 25 ressort d'autre part. Grâce à l'épaulement intérieur au contact avec le fond de la coupelle, elle offre la robustesse recherchée. De plus, cette pièce, fabriquée par moulage, est peu onéreuse. On peut donc à faible coût, en adaptant cette pièce, utiliser le même palier pour différents ressorts ou tampons amortisseurs, ou différents paliers pour les mêmes tampons et ressorts, et ainsi accroître une offre de gamme sans augmenter le nombre de pièces différentes. Enfin, la pièce intermédiaire permet une filtration des hautes fréquences et donc une amélioration des niveaux de bruit. Préférentiellement, la pièce intermédiaire d'appui est pourvue d'une jupe disposée radialement entre l'épaulement intérieur et l'épaulement extérieur et constituant une surface de contact concave sur laquelle vient prendre appui la jupe de la coupelle métallique. La coupelle peut être aisément emmanchée en force dans la jupe. De plus, celle-ci constitue un guidage intérieur pour le ressort. Selon un mode de réalisation, la pièce intermédiaire comporte des reliefs coopérant avec des reliefs complémentaires d'un couvercle solidaire de la coupelle supérieure pour constituer une perte de charge annulaire protégeant le palier de l'extérieur. De manière particulièrement avantageuse, on peut en outre prévoir que les reliefs constituent des moyens d'accrochage du couvercle à la pièce intermédiaire, de telle sorte que le couvercle, le palier et la pièce intermédiaire font partie d'une même unité structurelle. Préférentiellement, la coupelle a un diamètre inférieur à la zone d'appui. La pièce intermédiaire est pourvue sur sa face supérieure de nervures radiales de renfort de l'épaulement intérieur. Ces nervures améliorent le transfert des contraintes du tampon amortisseur au palier. Pour une bonne transmission des sollicitations du ressort minimisant les contraintes dans la pièce intermédiaire, l'épaulement extérieur a un diamètre sensiblement égal à la zone d'appui. On peut également prévoir une pièce annulaire en matériau élastomère venant en appui sur l'épaulement extérieur et constituant un filtre mécanique entre le ressort et la pièce intermédiaire. Selon un mode de réalisation, le palier est un palier à roulement, préférentiellement à billes. Il est alors possible de prévoir que des rondelles en tôle emboutie, ce qui permet une optimisation des coûts. Alternativement, le palier peut être lisse. Selon un mode de réalisation, la coupelle et la pièce intermédiaire comportent un alésage de passage d'une tige d'amortisseur télescopique de la jambe de suspension. Le dispositif est donc particulièrement adapté à des suspensions du type McPherson ou pseudo-McPherson. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à une jambe de suspension de véhicule automobile comportant un ressort à boudin, un tampon amortisseur et un dispositif de butée de suspension telle que décrit précédemment, et en particulier à une jambe de suspension à amortisseur télescopique. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente, en coupe axiale, une butée d'une jambe de suspension selon un premier mode de réalisation 30 de l'invention ; la figure 2 représente, en coupe axiale, un détail d'une butée d'une jambe de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. En référence à la figure 1, une jambe de suspension télescopique comporte un ressort à boudin 10, un amortisseur télescopique dont seule la tige 12 est visible, et un tampon amortisseur de chocs 14, ces éléments étant disposés entre une roue et la caisse d'un véhicule. La tige 12 de l'amortisseur est fixée à son extrémité supérieure par l'intermédiaire d'une bride de liaison 16 à un bloc élastomère 18 renforcé par un insert métallique 20 et fixé, de manière connue en soi, à la structure d'un véhicule. Le bloc élastomère 18 constitue également un siège supérieur d'appui pour un couvercle 22 dans lequel est logé un palier à roulement 24 d'une butée de suspension 25. Le palier 24 est constitué d'une rondelle supérieure 26 et d'une rondelle inférieure 28, toutes deux en acier embouti, et formant des chemins de roulement à contact oblique pour des corps roulants tels que des billes 30 ou des rouleaux coniques. La rondelle supérieure 26 prend appui sur le fond 32 du couvercle 22 alors que la rondelle inférieure 28 est en appui sur une zone d'appui 34 constituant un relief de positionnement à la surface supérieure 36 d'une pièce intermédiaire 38 en matériau synthétique. Le couvercle 22 et la pièce intermédiaire 38 sont pourvus à leur périphérie de reliefs correspondants, qui forment un labyrinthe 40 constituant une perte de charge sans contact pour protéger le palier de la pollution extérieure. La pièce intermédiaire 38 comporte, du côté de sa surface inférieure 42, une jupe cylindrique 44 qui sépare un épaulement transversal extérieur 46 d'appui du ressort 10 et un épaulement transversal intérieur 48 d'appui du tampon amortisseur 14. Entre l'épaulement extérieur 46 et le ressort 10 peut être interposée l'extrémité annulaire 50 d'une manchette 52 en accordéon destinée à la protection de l'amortisseur contre les pollutions extérieures, cette extrémité 50 de la manchette formant le cas échéant un filtre mécanique entre le ressort et la pièce intermédiaire, permettant notamment de limiter la transmission à la caisse du véhicule des bruits de roulement de la roue. Entre l'épaulement intérieur 48 et le tampon amortisseur 14 est interposée une coupelle métallique de renfort 54 réalisée en acier embouti. La coupelle 54 est pourvue d'un fond 56 qui couvre la surface de l'épaulement intérieur 48, et d'une jupe périphérique 58 couvrant la face cylindrique intérieure de la jupe 44 de la pièce intermédiaire. L'extrémité libre de la jupe 54 de la coupelle peut le cas échéant s'évaser pour recouvrir, de préférence sans contact, le rebord d'extrémité de la jupe 44 de la pièce intermédiaire. Sur la coupelle 54 et la pièce intermédiaire 38 sont formés des alésage 60, 62 de passage de la tige 12 de l'amortisseur. La coupelle 56 est relativement épaisse pour assurer une rigidité suffisante à la butée. La pièce intermédiaire 38 est renforcée par des nervures 64 qui s'étendent radialement de l'alésage vers les reliefs de positionnement de la rondelle inférieure du roulement, de manière à transmettre les efforts appliqués par le tampon amortisseur 14 sur la coupelle 54. La butée 25 est destinée a transmettre des efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule automobile tout en autorisant une certaine rotation de la pièce intermédiaire et de l'extrémité du ressort. Lors des faibles débattements axiaux de la jambe télescopique, le tampon amortisseur 14 n'est pas sollicité. For this purpose, the invention relates to a suspension stop device for a suspension strut of a vehicle, the leg being provided with a spring and a damping pad, the device comprising: a thrust bearing provided with a lower metal washer rotating relative to an upper metal washer; a one-piece stamped metal cup in which the damping pad is housed and forming on the one hand a bottom constituting a contact surface with the damping pad and on the other hand a radial confinement skirt of the damping pad; and an intermediate plastic support piece for transmitting to the lower washer the forces exerted by the pad on the metal cup as well as the forces exerted by the spring on the outer shoulder, the intermediate support piece comprising: an upper face provided with an annular support zone of the lower washer; and a lower face forming, on the one hand, an outer support shoulder of the spring and, on the other hand, a transverse reinforcement and holding internal shoulder on which the bottom of the metal cup bears directly. The intermediate piece of synthetic material, which is in contact on the one hand with the lower washer of the bearing and on the other hand with the cup, constitutes the only intermediate piece between the lower washer of the bearing on the one hand, and the parts of the damping buffer and the spring. Thanks to the internal shoulder in contact with the bottom of the cup, it offers the desired robustness. In addition, this piece, manufactured by molding, is inexpensive. It is therefore possible at low cost, by adapting this part, use the same bearing for different springs or buffer dampers, or different bearings for the same buffers and springs, and thus increase a range offer without increasing the number of different parts. Finally, the intermediate piece allows high frequency filtration and thus improved noise levels. Preferably, the intermediate support piece is provided with a skirt arranged radially between the inner shoulder and the outer shoulder and constituting a concave contact surface on which bears the skirt of the metal cup. The cup can be easily force-fitted into the skirt. In addition, it constitutes an inner guide for the spring. According to one embodiment, the intermediate piece has reliefs cooperating with complementary reliefs of a lid secured to the upper cup to form an annular pressure drop protecting the bearing from the outside. In a particularly advantageous manner, it is furthermore possible to provide that the reliefs constitute means for hooking the lid to the intermediate piece, such that the lid, the bearing and the intermediate piece form part of the same structural unit. Preferably, the cup has a diameter smaller than the bearing zone. The intermediate piece is provided on its upper face with radial reinforcing ribs of the inner shoulder. These ribs improve the transfer of the stresses of the damping buffer to the bearing. For a good transmission of the stresses of the spring minimizing the stresses in the intermediate piece, the outer shoulder has a diameter substantially equal to the bearing zone. It is also possible to provide an annular piece of elastomeric material bearing on the outer shoulder and constituting a mechanical filter between the spring and the intermediate piece. According to one embodiment, the bearing is a rolling bearing, preferably ball bearing. It is then possible to provide washers made of pressed sheet metal, which allows cost optimization. Alternatively, the bearing can be smooth. According to one embodiment, the cup and the intermediate piece comprise a passage bore of a telescopic shock absorber rod of the suspension strut. The device is therefore particularly suitable for suspensions of the McPherson or pseudo-McPherson type. According to another aspect of the invention, this relates to a suspension strut of a motor vehicle comprising a coil spring, a damping pad and a suspension stop device as described above, and in particular to a strut of suspension with telescopic shock. Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents, in axial section a stop of a suspension strut according to a first embodiment of the invention; Figure 2 shows, in axial section, a detail of a stop of a suspension strut according to a second embodiment of the invention. Referring to Figure 1, a telescopic strut comprises a coil spring 10, a telescopic damper which only the rod 12 is visible, and a shock absorbing pad 14, these elements being arranged between a wheel and the body of a vehicle. The rod 12 of the damper is fixed at its upper end by means of a connecting flange 16 to an elastomer block 18 reinforced by a metal insert 20 and fixed, in a manner known per se, to the structure of a vehicle. The elastomer block 18 also constitutes an upper support seat for a cover 22 in which is housed a rolling bearing 24 of a suspension stopper 25. The bearing 24 consists of an upper washer 26 and a lower washer 28, both made of pressed steel, and forming oblique-contact raceways for rolling bodies such as balls or conical rollers. The upper washer 26 is supported on the bottom 32 of the cover 22 while the lower washer 28 is supported on a bearing zone 34 constituting a positioning relief on the upper surface 36 of an intermediate piece 38 of synthetic material. The lid 22 and the intermediate piece 38 are provided at their periphery with corresponding reliefs, which form a labyrinth 40 constituting a pressure drop without contact to protect the bearing from external pollution. The intermediate piece 38 has, on the side of its lower surface 42, a cylindrical skirt 44 which separates an outer transverse shoulder 46 bearing the spring 10 and an inner transverse shoulder 48 of the abutment buffer 14. Between the outer shoulder 46 and the spring 10 may be interposed the annular end 50 of a cuff 52 in accordion intended for the protection of the damper against external pollution, this end 50 of the sleeve forming, if appropriate, a mechanical filter between the spring and the intermediate piece, in particular to limit the transmission to the vehicle body wheel rolling noises. Between the inner shoulder 48 and the damping pad 14 is interposed a metal reinforcing cup 54 made of pressed steel. The cup 54 is provided with a bottom 56 which covers the surface of the inner shoulder 48, and a peripheral skirt 58 covering the inner cylindrical face of the skirt 44 of the intermediate piece. The free end of the skirt 54 of the cup may, where appropriate, be flared in order to cover, preferably without contact, the end flange of the skirt 44 of the intermediate piece. On the cup 54 and the intermediate piece 38 are formed bore 60, 62 for passage of the rod 12 of the damper. The cup 56 is relatively thick to ensure sufficient rigidity to the stop. The intermediate piece 38 is reinforced by ribs 64 which extend radially from the bore to the positioning reliefs of the lower ring of the bearing, so as to transmit the forces applied by the damping pad 14 to the cup 54. The stop 25 is intended to transmit axial forces between the spring and the body of the motor vehicle while allowing some rotation of the intermediate piece and the end of the spring. During the low axial movements of the telescopic leg, the damping pad 14 is not stressed.
Les efforts appliqués par le ressort à boudin 10 sur l'épaulement 46 sont transmis directement au roulement car le diamètre de l'épaulement est sensiblement identique ou légèrement supérieur au diamètre primitif du roulement à contact oblique de sorte que le cône décrit par la ligne de charge 61 du roulement coupe la surface active de l'épaulement 46. En cas de débattement important de l'amortisseur, le tampon amortisseur 14, entraîné par le cylindre (non représenté) de l'amortisseur télescopique, vient s'écraser contre le fond 56 de la coupelle. Cette déformation à volume constant entraîne une augmentation du diamètre du tampon 14 dont la périphérie vient se plaquer contre la jupe 58 de la coupelle. Les efforts appliqués par le tampon 14 sur le fond 56 de la coupelle sont transmis à l'épaulement intérieur 48 et à la rondelle inférieure 28 sans déformation notable de la pièce intermédiaire 38 grâce notamment aux nervures de renfort 64. La jupe 58 de la coupelle permet un confinement radial du tampon 14. La jupe 44 de la pièce intermédiaire 38 peut le cas échéant contribuer au maintien radial mais ce renfort n'est généralement pas utile, la rigidité de la coupelle étant suffisante. Un détail d'un deuxième mode de réalisation de l'invention est illustré sur la figure 2. Les signes de référence de la figure 1 ont été conservés pour des éléments identiques ou similaires. La butée de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 essentiellement par le fait que la jupe 44 de la pièce intermédiaire 38 est de dimension réduite, la fonction de cette jupe étant d'assurer le positionnement et radial de la coupelle 54. Par ailleurs, la coupelle 54 comporte un col 70 avec une collerette 72 qui permet une solidarisation positive à la pièce intermédiaire 44 et définit le passage pour la tige de l'amortisseur. Naturellement, diverses modifications sont possibles. The forces applied by the coil spring 10 on the shoulder 46 are transmitted directly to the bearing because the diameter of the shoulder is substantially identical to or slightly greater than the pitch diameter of the angular contact bearing so that the cone described by the line of load 61 of the bearing cuts the active surface of the shoulder 46. In the event of significant displacement of the damper, the damping pad 14, driven by the cylinder (not shown) of the telescopic damper, collapses against the bottom 56 of the cup. This constant volume deformation causes an increase in the diameter of the buffer 14 whose periphery is pressed against the skirt 58 of the cup. The forces applied by the buffer 14 on the bottom 56 of the cup are transmitted to the inner shoulder 48 and the lower washer 28 without significant deformation of the intermediate piece 38 thanks in particular to the reinforcing ribs 64. The skirt 58 of the cup allows the radial containment of the buffer 14. The skirt 44 of the intermediate piece 38 may, if necessary, contribute to the radial retention but this reinforcement is generally not useful, the rigidity of the cup being sufficient. A detail of a second embodiment of the invention is illustrated in FIG. 2. The reference signs of FIG. 1 have been preserved for identical or similar elements. The stop of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 essentially in that the skirt 44 of the intermediate piece 38 is of reduced size, the function of this skirt being to ensure the positioning and radial position of the cup 54. elsewhere, the cup 54 has a neck 70 with a flange 72 which allows a positive attachment to the intermediate piece 44 and defines the passage for the rod of the damper. Naturally, various modifications are possible.
On peut par exemple prévoir des moyens d'encliquetage de la coupelle dans la pièce intermédiaire. For example, it is possible to provide latching means for the cup in the intermediate piece.
Les reliefs du couvercle peuvent constituer des moyens d'accrochage du couvercle à la pièce intermédiaire, avant le montage de ce sous-ensemble sur la jambe de suspension. Les corps roulants peuvent être des rouleaux.5 The reliefs of the cover may be means for hooking the lid to the intermediate piece, before mounting this subassembly on the strut. Rolling bodies can be rollers.5