FR3041287A1 - Butee de suspension comportant une piste de roulement en metal et une coupelle en plastique - Google Patents

Butee de suspension comportant une piste de roulement en metal et une coupelle en plastique Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une butée de suspension comportant une bague supérieure (10) et une bague inférieure (12), chacun des bagues comportant une piste de roulement (10a, 12a) en métal et une coupelle (10b, 12b) en plastique dans lequel la piste de roulement (10a, 12a) est maintenue, et des éléments roulants (14) logées entre les pistes de roulement (10a, 12a). Les inventeurs proposent qu'au moins une desdites bagues (10, 12) comporte une coupelle (10b, 12b) surmoulé sur la piste de roulement (10a, 12a) de ladite bague (10, 12).

Description

Butée de suspension comportant une piste de roulement en métal et une coupelle en plastique
La présente invention concerne le domaine des butées de suspension, utilisées en particulier sur les véhicules automobiles dans les jambes de suspension télescopiques des roues directrices. L’invention concerne plus particulièrement les butées de suspension disposées entre un élément d’appui lié à la caisse du véhicule et un élément d’appui lié à un ressort de suspension.
De façon connue en soi, la butée de suspension est disposée dans la partie supérieure de la jambe de suspension, entre une coupelle inférieuree, servant également de siège d’appui pour un ressort de suspension, et un élément supérieur solidaire de la caisse du véhicule. Le ressort du dispositif de suspension est installé autour de la tige du piston d’amortisseur dont l’extrémité est solidaire d’un bloc-support élastique. Le roulement de butée de suspension permet un mouvement de rotation entre la coupelle d’appui du ressort, mobile en rotation, et le bloc-support élastique qui est fixé à la caisse du véhicule. La butée de suspension permet également de transmettre les efforts axiaux entre le ressort et la caisse du véhicule. Le mouvement angulaire relatif entre la coupelle d’appui du ressort et le bloc-support élastique découle d’un braquage de la roue directrice et/ou la compression du ressort de suspension.
Une bonne suspension exige des solutions solides, qui améliorent les performances et minimisent les coûts. Une telle butée de suspension permet au ressort ou à toute la suspension, lors des mouvements directionnels, de tourner avec un couple de frottement faible et constant et avec des oscillations de 45° par rapport à la position centrale, permet la rotation du ressort pendant les mouvements normaux de la suspension et transmet les charges de suspension au châssis de la voiture.
Il est connu de fournir des ensembles de butée de suspension MacPherson (MSBU) intégrés avec fonction coupelle ressort, roulement, fixation supérieure et butée d’attaque.
Un tel ensemble est connu par le document FR 2 865 008. Ce document décrit un dispositif de roulement de butée de suspension, comprenant une première piste de roulement, une deuxième piste de roulement, une rangée d’éléments roulants disposés entre les deux pistes de roulement et deux coupelles dans lesquelles sont maintenues les pistes de roulement.
La fixation des pistes de roulement dans leur coupelle respective est achevée par pression, la coupelle pouvant comporter des bossages pour renforcer la connexion.
Entre autres inconvénients, cette solution risque un détachement de la coupelle et un jeu radial peut exister entre ladite coupelle et la piste de roulement qui lui est associée.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir une butée de suspension, en particulier du type MacPherson, dans laquelle un jeu radial est réduit voire complètement supprimé. A cet effet, il est proposé une butée de suspension, en particulier du type MacPherson, comportant une bague supérieure, une bague inférieure, chacune des bagues comportant une piste de roulement en métal et une coupelle en plastique dans laquelle ladite piste de roulement est maintenue, et des billes logés entre les pistes de roulement.
Selon un aspect de l’invention, au moins une desdites bagues comporte une coupelle surmoulée sur la piste de roulement de ladite bague.
Une telle butée de suspension assure une connexion solide entre la coupelle et la piste de roulement qui lui est associé, un jeu radial pouvant alors être évité.
Par « piste de roulement » on entend une bague métallique, en particulier en tôle et/ou en acier. Dans le contexte de cette demande, la bague inférieure et la bague supérieure sont définies comme des unités comportant la piste de roulement ainsi que la coupelle.
Avantageusement, la coupelle inférieuree de la bague inférieure est surmoulée sur la piste de roulement inférieure. Dans un mode de réalisation alternatif, la coupelle supérieuree de la bague supérieure est surmoulée sur la piste de roulement supérieure. Dans le mode de réalisation préféré, les deux coupelles sont surmoulées sur leur piste de roulement associée.
De préférence, au moins une des pistes de roulement comporte au moins une ouverture conçue pour recevoir la matière plastique de la coupelle surmoulée afin de renforcer la connexion entre la coupelle et la piste de roulement. L’ouverture est la forme négative d’un pin ou boulon de la matière plastique de la coupelle créée lors de la procédure de surmoulage. Dans un mode de réalisation préféré, la piste de roulement comporte une pluralité de telles ouvertures distribuées de manière homogène sur la circonférence de la bague. L’invention s’applique pour des butées dans lesquelles la bague inférieure est une bague extérieure de la butée et la bague supérieure est une bague intérieure de la butée ainsi que pour des butées dans lesquelles la bague inférieure est une bague intérieure de la butée et la bague supérieure est une bague extérieure de la butée.
De préférence, la coupelle surmoulée sur la piste de roulement est une coupelle en polyamide.
Dans un mode de réalisation préféré, la coupelle est une coupelle en polyamide chargé de fibres.
Selon un autre aspect de l’invention, les inventeurs proposent qu’au moins un des coupelles comporte des éléments d’étanchéité surmoulés en une matière élastique différente de la matière de la coupelle. La partie rigide de la coupelle supportant la piste de roulement peut être réalisée en polymère, par exemple en polyamide PA 66 chargé entre 20% et 50% de fibres de verre, préférentiellement chargé de 30% de fibres de verre. La garniture d’étanchéité peut être réalisée en un matériau beaucoup plus souple que la coupelle, par exemple en élastomère.
Dans un mode de réalisation, au moins un des coupelles comporte au moins une couche d’amortissement en une matière élastique plus souple qu’au moins une autre matière plastique de la coupelle.
Les différentes matières peuvent être surmoulées dans une seule procédure ou bien une composante préfabriquée en une première matière peut être surmoulée par une deuxième matière.
De plus, les inventeurs proposent qu’au moins une des coupelles comporte au moins un insert métallique de renfort.
Des autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitative, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 et une vue en coupe d’une butée de suspension selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - la figure 2 est une vue en détail d’une butée de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et - la figure 3 est une vue en détail d’une butée de suspension selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La figure 1 est une vue en coupe d’un roulement de butée de suspension selon l’invention.
La butée de suspension comprend une bague supérieure 10, et une bague inférieure 12. La bague supérieure 10 ainsi que la bague inférieure 12 comportent chacun une piste de roulement 10a, 12a, toutes deux en tôle en acier C55, C67S ou DC04, entre lesquelles sont logées des billes 14. Les billes 14 sont maintenues par une cage 16, réalisée par exemple en matériau synthétique. Les pistes de roulement 10a, 12a des bagues supérieure 10 et inférieure 12, respectivement, comportent chacune une portion toroïdale présentant une surface concave formant un chemin de roulement adapté aux billes 14 comme éléments roulants et une portion radiale prolongeant la portion toroïdale et située sensiblement à mi-hauteur des éléments roulants 14.
Dans le mode de réalisation illustré, la bague supérieure 10 est la bague intérieure du roulement. La configuration inverse, dans laquelle la bague supérieure 10 est la bague extérieure du roulement, est bien possible.
Le roulement de butée comprend, en outre, une coupelle supérieure 10b de la bague supérieure 10 et une coupelle inférieure 12b de la bague inférieure 12, en matériau plastique synthétique tel qu’un polyamide chargé de fibres de verre.
La coupelle supérieure 10b recouvre la surface de la bague supérieure 10 à l’opposé des éléments roulants 14 et est surmoulée sur la surface extérieure de la portion axiale et la surface supérieure de la portion radiale de la piste de roulement supérieure 10a. Ainsi, on peut éviter une éventuelle désolidarisation de la coupelle supérieure 10b et de la piste de roulement supérieure 10a et un jeu radial.
La coupelle supérieure 10b comprend une jupe 10c sensiblement tubulaire s’étendant vers le bas à partir de son bord de grand diamètre et entourant radialement au moins en partie les éléments roulants 14. La coupelle supérieure 10b comporte, en outre, une jupe intérieure 10d s’étendant vers le bas et présentant un alésage cylindrique et une surface extérieure pourvue d’un bourrelet.
Il est encore prévu une coupelle inférieure 12b annulaire, en concordance de forme avec la piste de roulement 12a de la bague inférieure 12, et servant à transmettre les efforts axiaux entre un ressort de suspension ou un support inférieur sur lequel s’appuie un ressort de suspension (non représenté). Plus précisément, la coupelle inférieure 12b comprend un corps, 12c de forme annulaire, et une jupe axiale 12d, également de forme annulaire, s’étendant vers le bas le long de la portion axiale de la coupelle inférieure et en contact avec cette dernière.
La coupelle inférieure 12b recouvre la surface de la bague inférieure 12 à l’opposé des éléments roulants 14 et est surmoulée sur la surface extérieure de la portion axiale et la surface extérieure de la portion radiale de la piste de roulement inférieure 12a. Ainsi, une éventuelle désolidarisation de la coupelle inférieure 12b et de la piste de roulement 12a inférieure et un jeu radial entre ces composantes peuvent être évités.
En outre, il est prévu un organe d’étanchéité 18 réalisé en matériau synthétique souple, notamment en élastomère. L’organe d’étanchéité 18 comporte une lèvre intérieure 18b annulaire, venant frotter sur une surface extérieure cylindrique de la jupe intérieure 10d de la coupelle supérieure 10b, une lèvre extérieure 18a annulaire, en contact de frottement avec l’alésage de la jupe 10c extérieure de la coupelle supérieure 10b. Selon un mode de réalisation préféré, l’organe d’étanchéité 18 est surmoulé sur le corps 12c de la coupelle inférieure 12b en une pièce ou fabriqué par moulage par injection de deux composants. L’élastomère de l’organe d’étanchéité 18 recouvre la surface inférieure de la coupelle inférieure 12b sur laquelle s’appuie la force du ressort de suspension.
La figure 2 est une vue en détail d’une butée de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, la coupelle inférieure 12b comporte deux organes d’étanchéité 18a, 18b indépendants réalisés en en élastomère dont un organe d’étanchéité 18b comporte une lèvre intérieure annulaire, venant frotter sur une surface extérieure cylindrique de la jupe intérieure de la coupelle supérieure et dont l’autre organe d’étanchéité 18a comporte une lèvre extérieure annulaire, en contact de frottement avec l’alésage de la jupe extérieure de la coupelle supérieure.
La figure 3 est une vue en détail d’une butée de suspension selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Selon le troisième mode de réalisation, les pistes de roulement 10a comporte plusieurs ouvertures 20 conçues pour recevoir la matière plastique de la coupelle 10b lors du surmoulage afin de renforcer la connexion entre la coupelle 10b et la piste de roulement 10a. La matière plastique rentrant dans les ouvertures forme, après son durcissement, des doigts renforçant la connexion entre la coupelle 10b et la piste de roulement 10a. L’effet peut être augmenté en utilisant des ouvertures avec un profil non-cylindrique, par exemple avec un profil en queue d’aigle s’ouvrant vers l’intérieur de la piste de roulement 10a.
De manière similaire, la piste de roulement 12a peut également comportant plusieurs ouvertures similaires pour recevoir la matière plastique de la coupelle 12b lors du surmoulage.
Dans un mode de réalisation non représenté, une couche d’amortissement en une matière élastique plus souple qu’au moins une autre matière plastique du corps rigide de la coupelle peut être prévue entre ledit corps rigide de la coupelle et la piste de roulement 10a, 12a attachée sur ce dernier. Ceci peut être réalisé soit par moulage par injection de deux composants soit en utilisant un corps rigide de la coupelle préfabriqué et en injectant un élastomère dans un interstice entre le corps rigide de la coupelle et la piste de roulement 10a, 12a.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Butée de suspension comportant une bague supérieure (10) et une bague inférieure (12), chacun des bagues comportant une piste de roulement (10a, 12a) en métal et une coupelle (10b, 12b) en plastique dans laquelle la piste de roulement (10a, 12a) est maintenue, et des éléments roulants (14) logés entre lesdites pistes de roulement (10a, 12a), caractérisé en ce qu'au moins une desdites bagues (10, 12) comporte une coupelle (10b, 12b) surmoulée sur la piste de roulement (10a, 12a) de ladite bague (10, 12).
  2. 2. Butée de suspension selon la revendication 1, dans laquelle la coupelle inférieure (12b) de la bague inférieure (12) est surmoulée sur la piste de roulement (12a) inférieure.
  3. 3. Butée de suspension selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la coupelle supérieure (10b) de la bague supérieure (10) est surmoulée sur la piste de roulement (10a) supérieure.
  4. 4. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une des pistes de roulement (10a, 10b) comporte au moins une ouverture (20) conçue pour recevoir la matière plastique de la coupelle (10b, 12b) surmoulée afin de renforcer la connexion entre la coupelle et la piste de roulement (10a, 12a).
  5. 5. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la bague inférieure (12) est une bague extérieure de la butée et la bague supérieure (10) est une bague intérieure de la butée.
  6. 6. Butée de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la bague inférieure (12) est une bague intérieure de la butée et la bague supérieure (10) est une bague extérieure de la butée.
  7. 7. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la coupelle (10b, 12b) surmoulée sur la piste de roulement (10a, 12a) est une coupelle en polyamide.
  8. 8. Butée de suspension selon la revendication 7, dans laquelle la coupelle dans laquelle la coupelle (10b, 12b) surmoulée sur la piste de roulement (10a, 12a) est une coupelle en polyamide chargé de fibres.
  9. 9. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un des coupelles (10b, 12b) comporte des éléments d’étanchéité (18, 18a, 18b) surmoulés en une matière élastique différente de la matière de la coupelle (10b, 12b).
  10. 10. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un des coupelles (10b, 12b) comporte au moins une couche d’amortissement en une matière élastique plus souple qu’au moins une autre matière plastique de la coupelle (10b, 12b).
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