FR3084016A1 - Butee de suspension de vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une butée comprenant une coupelle supérieure (1) et une coupelle inférieure (2) formant entre elles au moins une chambre annulaire d'étanchéité (6i, 6e) délimitée latéralement par deux parois axiales (1i, 1 e, 2i, 2e) issues de respectivement une desdites coupelles, au moins l'une des parois axiales (2i, 2e) présentant un ensemble d'au moins deux gorges annulaires (10) séparées axialement par une couronne (11), la chambre (6i, 6e) étant équipée d'un élément d'étanchéité (8i, 8e) présentant un ensemble d'au moins deux couronnes (12a, 12b) séparées axialement par une gorge (13), ledit élément présentant au moins deux segments indépendants qui s'étendent chacun sur une portion angulaire pour former un élément (8i, 8e) de géométrie annulaire, lesdits segments étant placés dans la chambre (6i, 6e) en imbriquant les couronnes (11, 1 2a, 1 2b) dans les gorges (13, 10) de sorte à y former une chicane d'étanchéité.
Description
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. En variante, les coupelles peuvent être montées en rotation relative de façon lisse, avec ou sans interposition d’une rondelle de friction entre elles.
En particulier, l’invention s’applique à une telle butée de suspension, dans laquelle les coupelles sont agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire dans laquelle un élément d’étanchéité est disposé, et ce pour empêcher d’une part les fuites du lubrifiant présent dans l’espace entre les coupelles, et d’autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs.
Pour ce faire, il est connu de prévoir des éléments d’étanchéité sous forme de couronnes annulaires qui sont montées dans des gorges annulaires formées à cet effet dans la chambre d’étanchéité.
Toutefois, les contraintes d’étanchéité et de couple de rotation sur les butées de suspension sont de plus en plus importantes, de sorte que ces éléments d’étanchéité peuvent ne pas être suffisants.
Pour pallier ces inconvénients, il est connu, par exemple du document FR-2 961 747, de prévoir deux éléments d’étanchéité qui sont montés dans la chambre en étant espacés axialement, ce qui permet d’améliorer l’étanchéité de ladite chambre en formant une chicane pour empêcher le passage de lubrifiant et/ou de polluants extérieurs.
Cependant, dans la mesure où les éléments d’étanchéité sont généralement réalisés en matériau thermoplastique rigide, leur montage dans la chambre d’étanchéité s’avère contraignante.
L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant notamment une butée de suspension dont l’étanchéité est améliorée au moyen d’un élément d’étanchéité facile à monter.
A cet effet, l’invention propose une butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure et une coupelle inférieure qui sont montées en rotation relative autour d’un axe, lesdites coupelles étant agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire d’étanchéité qui est délimitée latéralement par deux parois axiales issues de respectivement une desdites coupelles, au moins l’une des parois axiales présentant un ensemble d’au moins deux gorges annulaires qui sont séparées axialement par une couronne en s’étendant chacune suivant une profondeur radiale, ladite chambre annulaire d’étanchéité étant équipée d’un élément d’étanchéité présentant un ensemble d’au moins deux couronnes qui sont séparées axialement par une gorge en s’étendant chacune suivant une longueur radiale, ledit élément d’étanchéité présentant au moins deux segments indépendants qui s’étendent chacun sur une portion angulaire pour former un élément d’étanchéité de géométrie annulaire, lesdits segments étant placés dans la chambre d’étanchéité en imbriquant les couronnes dans les gorges de sorte à former une chicane d’étanchéité dans ladite chambre.
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, la figure 1a étant une vue partielle agrandie de la zone B de la figure 1, qui montre plus particulièrement le montage de l’élément d’étanchéité dans la chambre ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1a pour une butée de suspension selon un autre mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 3 représente en perspective éclatée l’assemblage d’une butée de suspension selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 4a représente en perspective deux dimensions angulaires d’un segment d’un élément d’étanchéité selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 4b représentant un segment d’un élément d’étanchéité selon un autre mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 pour une butée de suspension selon un autre mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 6 représente en coupe axiale partielle une butée de suspension selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Dans cette description, les termes de positionnement dans l’espace sont pris en référence à l’axe de rotation A de la butée de suspension (vertical sur la figure 1). 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 la figure 1.
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 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 notamment via un bloc filtrant, et une coupelle inférieure tournante 2 comportant un appui 3 pour le ressort de suspension, lesdites coupelles étant montées en 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 la coupelle inférieure 2.
De façon connue, une butée de suspension peut comprendre des corps roulants qui sont disposés entre les coupelles pour permettre leur rotation relative autour de l’axe A. Pour ce faire, les coupelles supérieure 1 et inférieure 2 peuvent comprendre chacune une rondelle, notamment réalisée en tôle emboutie, qui est pourvue d’une piste de roulement respectivement inférieure et supérieure pour les corps roulants. En variante, les coupelles 1, 2 peuvent être montées en rotation relative de façon lisse, avec ou sans interposition d’une rondelle de friction entre elles.
La butée comprend en outre deux pièces d’habillage, notamment réalisées par moulage d’un matériau thermoplastique rigide, par exemple de type polyamide 6.6. Ces pièces sont respectivement un couvercle 4 associé sur la rondelle supérieure pour être interposé entre le châssis et ladite rondelle supérieure, et un support 5 associé sous la rondelle inférieure, ledit support comprenant l’appui ressort 3. Ces pièces d’habillage 4, 5 permettent notamment une reprise des efforts du ressort et éventuellement de ceux de la butée de choc.
Les coupelles 1,2 sont agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire 6i, 6e qui est délimitée latéralement par deux parois axiales 1 i, 1e, 2i, 2e issues de respectivement une desdites coupelles.
Dans les modes de réalisation représentés, le couvercle 4 comprend une jupe annulaire extérieure 7 sur laquelle s’étend une paroi axiale extérieure 1e, le support 5 présentant une paroi axiale extérieure 2e délimitant une chambre annulaire extérieure 6e avec la paroi axiale extérieure 1e de ladite jupe.
Sur la figure 6, la coupelle inférieure 2 est entourée par la coupelle supérieure 1 de sorte à former une chambre annulaire extérieure 6e telle que décrite précédemment, ainsi qu’une chambre annulaire intérieure 6i délimitée latéralement entre deux parois axiales intérieures 1 i, 2i formées sur lesdites coupelles respectivement supérieure et inférieure.
En particulier, la chambre annulaire extérieure 6e et/ou intérieure 6i présente un jeu radial de sorte à permettre la rotation de la coupelle inférieure 2 par rapport à la coupelle supérieure 1 sans interférence entre ceux-ci.
Pour empêcher d’une part les fuites du lubrifiant présent dans l’espace entre les coupelles 1,2, et d’autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, un élément d’étanchéité 8i, 8e est disposé dans la chambre annulaire 6i, 6e.
Selon une réalisation, la chambre 6i, 6e peut contenir une substance visqueuse pour améliorer l’étanchéité conférée par l’élément d’étanchéité 8i, 8e. En particulier, la substance peut également présenter une fonction de lubrification relativement aux déplacements de l’élément d’étanchéité 8i, 8e dans la chambre 6i, 6e.
De façon avantageuse, l’élément d’étanchéité 8i, 8e présente un déflecteur supérieur 9a et/ou un déflecteur inférieur 9b qui est disposé dans l’ouverture supérieure et/ou dans l’ouverture inférieure de la chambre d’étanchéité 6i, 6e, afin d’empêcher la pénétration dans ladite chambre de lubrifiant et/ou de polluants extérieurs.
Au moins l’une des parois axiales 1 i, 1e, 2i, 2e présente un ensemble d’au moins deux gorges annulaires 10 qui sont séparées axialement par une couronne 11 en s’étendant chacune suivant une profondeur radiale, l’élément d’étanchéité 8i, 8e présentant un ensemble d’au moins deux couronnes 12a, 12b qui sont séparées axialement par une gorge 13 en s’étendant chacune suivant une longueur radiale.
Ainsi, l’élément 8i, 8e forme au moins une double chicane d’étanchéité dans la chambre annulaire 6i, 6e, ce qui permet d’empêcher de façon particulièrement efficace le passage dans ladite chambre de lubrifiant et/ou de polluants extérieurs.
Dans les modes de réalisation représentés, l’ensemble de gorges 10 est formé dans une paroi axiale 2i, 2e de la coupelle inférieure 2. En variante, l’ensemble de gorges 10 peut être formé sur une paroi axiale 1 i, 1 e de la coupelle supérieure
1.
Sur les figures, la butée de suspension présente un élément d’étanchéité extérieur 8e pourvu d’un ensemble de trois couronnes 12a, 12b, la coupelle inférieure 2 comprenant une paroi axiale extérieure 2e pourvue de trois gorges annulaires 10. Sur la figure 6, la butée de suspension présente en outre un élément d’étanchéité intérieur 8i pourvu d’un ensemble de deux couronnes 12a, la coupelle inférieure 2 comprenant une paroi axiale intérieure 2i pourvue de deux gorges annulaires 10.
L’élément d’étanchéité 8i, 8e comprend un corps annulaire 14 pourvu d’une première paroi axiale 14a sur laquelle s’étend l’ensemble de couronnes 12a, 12b, ladite première paroi étant destinée à être disposée en regard de la paroi axiale 2i, 2e pourvue de l’ensemble de gorges 10 lors de l’assemblage de la butée.
Les couronnes 12a peuvent être réalisées en une seule pièce avec le corps annulaire 14, par exemple par moulage, ce qui permet de faciliter la fabrication de l’élément d’étanchéité 8i, 8e. Sur la figure 2, au moins une couronne 12b de l’élément d’étanchéité 8e est formée d’une pièce séparée dudit élément. En particulier, l’élément d’étanchéité extérieur 8e comprend une gorge inférieure 15 formée sur sa première paroi 14a et dans laquelle est montée une couronne inférieure 12b formée d’une pièce séparée, ladite couronne étant disposée dans une gorge 10.
Plus précisément, sur la figure 2, la couronne rapportée 12b est montée mobile dans chacune des gorges respectives 15, 10 de l’élément d’étanchéité 8e et de la coupelle inférieure 2. On obtient ainsi un compromis particulièrement satisfaisant entre la fonction étanchéité et le couple induit, et ce même en cas de déformation de la butée sous l’effet des efforts subis.
Au moins une couronne 11, 12a, 12b forme un jeu axial 16 et/ou radial avec la gorge 10, 13 correspondante, afin de permettre un déplacement libre de ladite couronne dans ladite gorge. Pour ce faire, la couronne 11, 12a, 12b peut notamment présenter une géométrie complémentaire à celle de la gorge 10, 13 avec une dimension radiale et/ou axiale réduite.
Dans les modes de réalisation représentés, chaque couronne 11,12a, 12b forme avec la gorge 10,13 un jeu 16 qui s’étend en U à l’interface entre ladite couronne et ladite gorge, formant ainsi une chicane présentant une superposition axiale tête-bêche d’au moins deux U.
Selon une autre réalisation, au moins une couronne 11, 12a, 12b peut être en contact frottant dans la gorge 10, 13 correspondante, afin d’améliorer la fonction étanchéité de l’élément 8i, 8e.
De façon avantageuse, les gorges 10 de la coupelle inférieure 2 et les couronnes 12a, 12b de l’élément d’étanchéité 8i, 8e s’étendent suivant des profondeurs et des longueurs radiales relativement importantes, ce qui permet d’améliorer l’efficacité de la chicane d’étanchéité, mais également d’assurer le maintien dudit élément d’étanchéité sur la paroi axiale 2i, 2e de ladite coupelle inférieure par imbrication desdites couronnes et gorges.
Pour permettre son montage sur la coupelle inférieure 2, l’élément d’étanchéité 8i, 8e présente au moins deux segments indépendants 17 qui s’étendent chacun sur une portion angulaire pour former un élément d’étanchéité 8i, 8e de géométrie annulaire, lesdits segments étant placés dans la chambre d’étanchéité 6i, 6e en imbriquant les couronnes 11, 12a, 12b dans les gorges 10, 13 de sorte à former une chicane d’étanchéité dans ladite chambre.
Les segments 17 sont notamment réalisés en matériau thermoplastique rigide, par exemple en polyoxyméthylène, en polyéthylène, en polypropylène, en polyamide 6, 6.6, 11 ou 12.
De façon avantageuse, les segments 17 sont identiques, ce qui permet de faciliter leur fabrication, notamment au moyen d’un seul moule, et donc la fabrication de l’élément d’étanchéité 8i, 8e.
Les segments 17 présentent des extrémités 17a, 17b de formes complémentaires, afin de permettre leur disposition suivant une géométrie annulaire continue.
Selon une réalisation avantageuse pour limiter l’entrée de polluants à l’interface entre les extrémités 17a, 17b des segments 17, au moins une desdites extrémités présente au moins une surface inclinée par rapport à l’axe A. En relation avec les figures 4a et 4b, les segments présentent une extrémité en V à double surfaces inclinées (figure 4a) ou en W à quadruple surfaces inclinées (figure 4b), respectivement en relief 17a ou en creux 17b.
Sur la figure 3, l’élément d’étanchéité 8e représenté comprend deux segments 17 avec chacun une dimension angulaire de l’ordre de 180°. En relation avec les figures 5 et 4a, l’élément d’étanchéité 8e représenté comprend trois segments 17 avec chacun une dimension angulaire de l’ordre de 120°.
Pour assembler la butée, on dispose chaque segment 17 de l’élément d’étanchéité 8i, 8e sur respectivement une portion angulaire de la paroi axiale 2i, 2e correspondante de la coupelle inférieure 2, en imbriquant l’ensemble de couronnes 12a, 12b dudit élément dans l’ensemble de gorges 10 de ladite paroi axiale. Ensuite, on dispose la coupelle supérieure 1 sur l’ensemble coupelle inférieure 2 - élément d’étanchéité 8i, 8e, afin de disposer ledit élément d’étanchéité entre lesdites coupelles.
Pour assurer la cohésion de la butée avant son montage sur le véhicule automobile, l’élément d’étanchéité 8i, 8e et la coupelle supérieure 1 présentent des moyens réciproques de retenue de ladite coupelle supérieure sur ledit élément d’étanchéité. En variante, si l’ensemble de gorges 10 est formé sur la coupelle supérieure 2, les moyens de retenue sont formés sur la coupelle inférieure 2.
Pour ce faire, dans les modes de réalisation représentés, la paroi axiale extérieure 1e et/ou intérieure 1i de la coupelle supérieure 1 présentent de tels moyens de retenue. En outre, le corps annulaire 14 est pourvu d’une deuxième paroi axiale 14b, opposée radialement à la première paroi 14a portant les couronnes 12a, 12b, sur laquelle sont formés les moyens de retenue.
Les moyens réciproques de retenue peuvent comprendre une géométrie en relief agencée pour venir en interférence axiale sur une butée. Les moyens réciproques de retenue peuvent également être agencés pour venir s’encliqueter.
Dans les modes de réalisation représentés, la paroi axiale 1 i, 1e de la coupelle supérieure 1 comprend un logement 18 pour la réception d’un bourrelet annulaire 19 formé sur la deuxième paroi 14b de l’élément d’étanchéité 8i, 8e, ledit logement comprenant :
- une portée radiale supérieure 18a destinée à venir en butée axiale sur une portée radiale supérieure 19a dudit bourrelet lors de l’assemblage de la coupelle supérieure 1 sur l’élément d’étanchéité 8i, 8e ; et
- une saillie radiale inférieure 18b destinée à s’encliqueter sous une portée radiale inférieure 19b dudit bourrelet à la fin dudit assemblage, afin d’assurer la retenue de la coupelle supérieure 1 sur l’élément d’étanchéité 8i, 8e.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Butée de suspension de véhicule automobile, ladite butée comprenant une coupelle supérieure (1 ) et une coupelle inférieure (2) qui sont montées en rotation relative autour d’un axe (A), lesdites coupelles étant agencées pour former entre elles au moins une chambre annulaire d’étanchéité (6i, 6e) qui est délimitée latéralement par deux parois axiales (1 i, 1 e, 2i, 2e) issues de respectivement une desdites coupelles, ladite butée de suspension étant caractérisée en ce qu’au moins l’une des parois axiales (2i, 2e) présente un ensemble d’au moins deux gorges annulaires (10) qui sont séparées axialement par une couronne (11) en s’étendant chacune suivant une profondeur radiale, ladite chambre annulaire d’étanchéité (6i, 6e) étant équipée d’un élément d’étanchéité (8i, 8e) présentant un ensemble d’au moins deux couronnes (12a, 12b) qui sont séparées axialement par une gorge (13) en s’étendant chacune suivant une longueur radiale, ledit élément d’étanchéité présentant au moins deux segments indépendants (17) qui s’étendent chacun sur une portion angulaire pour former un élément d’étanchéité (8i, 8e) de géométrie annulaire, lesdits segments étant placés dans la chambre d’étanchéité (6i, 6e) en imbriquant les couronnes (11, 12a, 12b) dans les gorges (13, 10) de sorte à former une chicane d’étanchéité dans ladite chambre.
- 2. Butée de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’élément d’étanchéité (8i, 8e) et l’une des coupelles (1) présentent des moyens réciproques (18, 19) de retenue de ladite coupelle sur ledit élément d’étanchéité.
- 3. Butée de suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que l’une (2i, 2e) des parois axiales présente l’ensemble d’au moins deux gorges (10), l’autre (1 i, 1 e) desdites parois axiales présentant les moyens de retenue (18,19).
- 4. Butée de suspension selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l’élément d’étanchéité (8i, 8e) présente une première paroi (14a) sur laquelle s’étend l’ensemble d’au moins deux couronnes (12a, 12b) et, opposée radialement à la première paroi (14a), une deuxième paroi (14b) présentant les moyens de retenue (18, 19).
- 5. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les couronnes (11, 12a, 12b) et les gorges (10, 13) sont imbriquées de sorte à assurer le maintien de l’élément d’étanchéité (8i, 8e) sur la paroi axiale (2i, 2e) de la coupelle (2).
- 6. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les segments (17) de l’élément d’étanchéité (8i, 8e) sont réalisés en matériau thermoplastique rigide.
- 7. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’au moins une couronne (11, 12a, 12b) est en contact frottant dans la gorge (10, 13).
- 8. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’au moins une couronne (11, 12a, 12b) forme un jeu axial et/ou radial (16) avec la gorge (10, 13) pour permettre un déplacement libre de ladite couronne dans ladite gorge.
- 9. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les coupelles supérieure (1) et inférieure (2) comprennent respectivement un couvercle (4) et un support (5), la chambre d’étanchéité (6i, 6e) étant formée entre ledit couvercle et ledit support.
- 10. Butée de suspension selon la revendication 9, caractérisée en ce que le support (5) présente une paroi axiale extérieure (2e) délimitant une chambre d’étanchéité extérieure (6e) avec une paroi axiale extérieure (1e) d’une jupe (7) du couvercle (4).
- 11. Butée de suspension selon l’une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le support (5) présente une paroi axiale intérieure (2i) délimitant une chambre d’étanchéité intérieure (6i) avec une paroi axiale intérieure (1i) du couvercle (4).
- 12. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l’élément d’étanchéité (8i, 8e) présentent un déflecteur supérieur (9a) et/ou un déflecteur inférieur (9b) qui est disposé dans l’ouverture supérieure et/ou dans l’ouverture inférieure de la chambre d’étanchéité (6i, 6e).
- 13. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les segments (17) présentent des extrémités (17a, 17b) de forme complémentaire permettant leur disposition suivant une géométrie annulaire sensiblement continue.
- 14. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu’au moins une extrémité (17a, 17b) des segments (17) présente au moins une surface inclinée par rapport à l’axe (A).
- 15. Butée de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu’au moins une couronne (12b) de l’élément d’étanchéité (8e) est formée d’une pièce séparée dudit élément.
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