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FR3125462A1 - Dispositif de butée de suspension à joint d’étanchéité - Google Patents

Dispositif de butée de suspension à joint d’étanchéité Download PDF

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Abstract

Le dispositif comprend un capot de support 16 inférieur, un capot d’appui 14 supérieur, au moins un palier 18 disposé entre lesdits capots, et au moins un joint d’étanchéité annulaire 32. Le joint d’étanchéité 32 comprend une lèvre de fixation 40 radiale solidaire par liaison mécanique à l’un des capots 14, 16, une lèvre d’étanchéité 42 s’étendant en direction de l’autre capot, et une portion de rigidification 44 située radialement entre les lèvres 40, 42 Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Dispositif de butée de suspension à joint d’étanchéité
Domaine technique de l’invention
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.
Etat de la technique antérieure
Un 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 dispositif de butée de suspension est disposé dans la partie supérieure de la jambe de suspension entre un ressort de suspension et 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 de suspension 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 capot supérieur découlant d’un braquage des roues directrices du véhicule et/ou de la compression du ressort de suspension.
Généralement, le capot supérieur du dispositif de butée de suspension est pourvu d’une pluralité de crochets disposés sur une jupe externe ou interne et adaptés pour interférer diamétralement avec une pluralité de crochets du capot inférieur. Les crochets de chaque capot sont espacés les uns des autres dans le sens circonférentiel.
Les crochets forment des moyens de retenue permettant de retenir axialement les capots supérieur et inférieur l’un par rapport à l’autre. Ces crochets forment également des passages étroits afin de limiter l’intrusion de particules polluantes radialement entre la jupe externe ou interne du capot supérieur et le capot inférieur.
Cependant, un dispositif de butée de suspension est généralement exposé à divers types de pollution. Avec un tel dispositif, les particules polluantes et de l’eau peuvent facilement s’infiltrer entre la jupe externe ou interne du capot supérieur et le capot inférieur, puis être dirigées vers le roulement et être introduites à l’intérieur de ce dernier. Il est commun de prévoir au moins un joint d’étanchéité de matière rigide ou souple de manière à former une barrière pour prévenir l’entrée de pollution dans l’espace entre les capots.
La présente invention vise à prévoir un joint d’étanchéité d’efficacité et de montage améliorés.
L’invention concerne un dispositif de butée de suspension comprenant un capot de support inférieur pourvu d’une portion de support radiale annulaire, un capot d’appui supérieur pourvu d’une portion d’appui radiale annulaire et une jupe externe axiale annulaire, un passage annulaire étant défini entre lesdites jupe externe axiale et portion de support radiale, au moins un palier disposé entre une surface supérieure de la portion de support radiale et une surface inférieure de la portion d’appui radiale, et au moins un joint d’étanchéité annulaire disposé radialement au moins en partie entre la jupe extérieure du capot d’appui supérieur et le palier.
Conformément à l’invention, le joint d’étanchéité comprend une lèvre de fixation annulaire s’étendant radialement entre un bord intérieur de petit diamètre et un bord périphérique de grand diamètre, ladite lèvre de fixation étant solidaire par liaison mécanique de son bord intérieur à l’un parmi le capot de support inférieur et le capot d’appui supérieur. Le joint d’étanchéité comprend également au moins une lèvre d’étanchéité s’étendant en direction de l’autre capot de manière à ce qu’une extrémité libre de ladite lèvre vienne à proximité immédiate d’une surface dudit autre capot. Le joint d’étanchéité comprend également une portion de rigidification située radialement entre la lèvre de fixation annulaire et la lèvre d’étanchéité annulaire, ladite portion de rigidification s’étendant axialement depuis le bord périphérique de la lèvre de fixation et en direction de l’autre capot, ladite lèvre d’étanchéité s’étendant depuis ladite portion de rigidification. Ledit joint d’étanchéité est formé monobloc.
La lèvre d’étanchéité permet de limiter l’intrusion de poussières, d’eau et d’autres types de particules polluantes à l’intérieur du palier. Une cavité annulaire externe est ainsi formée à l’intérieur du dispositif par le capot d’appui supérieur, par le capot de support inférieur, et par la lèvre d’étanchéité, ladite cavité étant ouverte vers l’extérieur par le passage formé entre lesdites jupe externe axiale et portion de support radiale. La partie d’extrémité libre de ladite lèvre d’étanchéité forme une étanchéité dynamique avec un des capots, cette étanchéité dynamique pouvant être par contact glissant avec une portion de surface dudit capot ou par labyrinthe. Par « étanchéité dynamique », on entend une étanchéité entre deux pièces susceptibles d’avoir mouvement relatif. Ladite lèvre d’étanchéité dudit joint d’étanchéité permet de stopper le flux d’eau et de le renvoyer à l’opposé du palier. La lèvre d’étanchéité forme ainsi une paroi supérieure pour la cavité annulaire externe de telle sorte à faire face à un éventuel jet d’eau entrant depuis le passage formé entre la jupe externe axiale et la portion de support radiale.
La lèvre d’étanchéité présente une inclinaison par rapport à l’orientation axiale de la jupe externe du capot d’appui supérieur, et par rapport à l’orientation radiale de la portion de support. En cas de jet d’eau entrant dans la cavité annulaire externe depuis le passage, ce jet est dévié par l’inclinaison spécifique de la lèvre de manière à former un reflux à l’intérieur de la cavité. L’orientation particulière de l’inclinaison de la lèvre induit un reflux déviant le jet en direction opposée à sa direction d’arrivée : le jet est ainsi dévié et renvoyé vers le passage par une autre direction permettant ainsi l’évacuation de l’eau du jet.
Un autre avantage est la portion de rigidification axiale permettant, en cas de jet d’eau impactant contre la lèvre, de maintenir la lèvre d’étanchéité. Une légère déformation élastique du bord intérieur de la lèvre est permise par l’angle formé avec la portion de rigidification, la lèvre ayant un déplacement limité et une remise en position assurée. La lèvre d’étanchéité est prévenue de tout retournement pour préserver la fermeture étanche de la cavité.
La lèvre de fixation annulaire permet d’assurer une liaison mécanique dudit joint d’étanchéité avec un des capots afin de limiter tout déplacement relatif en translation ou en rotation. Le maintien en position du joint d’étanchéité est assuré lorsque le dispositif de butée de suspension est en fonctionnement pour assurer la fonction d’étanchéité de l’espace annulaire défini entre les capots d’appui supérieur et de support inférieur dans lequel est logé le palier.
Un autre avantage est la simplicité de la forme du joint d’étanchéité et ainsi une fabrication et un montage particulièrement simples et peu coûteux.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel dispositif de butée de suspension peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible :
  • La lèvre d’étanchéité s’étend obliquement en direction de l’autre capot.
  • La lèvre d’étanchéité comprend une première partie radiale s’étendant depuis la portion de rigidification axiale, et une deuxième partie oblique s’étendant depuis un bord de grand diamètre de ladite première partie radiale.
  • L’extrémité libre de la lèvre d’étanchéité est en contact glissant avec une surface de contact de l’autre capot.
  • L’extrémité libre de la lèvre d’étanchéité comprend un rebord en saillie dirigé dans la direction opposée à ladite surface contact.
  • L’extrémité libre de la lèvre d’étanchéité forme une étanchéité labyrinthique avec une surface de l’autre capot.
  • La liaison mécanique entre le joint d’étanchéité et le capot consiste en une interférence diamétrale entre le diamètre intérieur du bord intérieur de la lèvre de fixation et le diamètre extérieur d’une surface extérieure axiale annulaire pourvue audit capot.
  • Ladite surface extérieure axiale est formée dans une rainure annulaire ouverte radialement et délimité par deux rebords en saillie radiale.
  • Ladite surface extérieure axiale est pourvue à un rebord en saillie axiale de la portion radiale dudit capot.
  • Le joint d’étanchéité est monté solidairement au capot d’appui supérieur.
  • Le joint d’étanchéité est monté solidairement au capot de support inférieur.
  • Le palier est un palier à roulement comprenant une première bague supportée par une face supérieure de la portion de support radiale annulaire, une seconde bague supportée par une face inférieure du capot d’appui supérieur, et une pluralité d’éléments roulants logés entre lesdites bagues.
  • La face supérieure de la portion de support radiale annulaire comprend une saillie axiale annulaire pourvue d’une surface concave annulaire en concordance de forme et formant support de la première bague du palier à roulement.
  • La face inférieure de la portion d’appui radiale annulaire comprend une saillie axiale annulaire pourvue d’une surface concave annulaire en concordance de forme et formant support de la seconde bague du palier à roulement.
  • Ladite surface extérieure axiale est pourvue à la périphérie extérieure de ladite saillie axiale du capot de support inférieur supportant le palier à roulement, le bord intérieur de la lèvre de fixation du joint d’étanchéité étant solidaire par liaison mécanique avec ladite surface extérieure axiale, la lèvre de fixation radiale étant en appui axial contre une surface supérieure radiale de la portion de support radiale, la lèvre d’étanchéité s’étendant obliquement vers l’extérieur et vers le haut du dispositif en direction du capot d’appui supérieur, l’extrémité libre de ladite lèvre d’étanchéité venant en contact glissant avec une surface inférieure radiale de la portion d’appui radiale du capot d’appui supérieur.
  • Ladite surface extérieure axiale est pourvue à la périphérie extérieure d’un rebord en saillie axiale de la portion d’appui radiale du capot d’appui supérieur, le bord intérieur de la lèvre de fixation du joint d’étanchéité étant solidaire par liaison mécanique avec ladite surface extérieure axiale, la lèvre de fixation radiale étant en appui axial contre une surface radiale inférieure de la portion d’appui radiale du capot d’appui supérieur, la lèvre d’étanchéité s’étendant obliquement vers l’extérieur et vers le bas du dispositif en direction du capot de support inférieur, l’extrémité libre de ladite lèvre d’étanchéité venant en contact glissant avec une surface de la saillie axiale de la portion de support radiale du capot de support inférieur.
  • Le corps du capot de support inférieur est en matière plastique de type polyamide (par exemple PA6 à PA6.6), pouvant être éventuellement renforcé de fibre de verre (par exemple GF 30 à 60).
  • Le joint d’étanchéité est en matériau rigide, par exemple en polyoxyméthylène (POM).
  • Le joint d’étanchéité est en matière polymère, par exemple en élastomère thermoplastique (TPE).
Brève description des figures
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 :
est une vue en coupe d’un dispositif de butée de suspension selon un premier mode de réalisation de l’invention, et
est une vue en coupe d’un dispositif de butée de suspension selon un second mode de réalisation de l’invention.

Claims (10)

  1. Dispositif de butée de suspension (10 ; 100) comprenant :
    • un capot de support inférieur (16 ; 116) pourvu d’une portion de support radiale annulaire (26a ; 126a) ;
    • un capot d’appui supérieur (14 ; 114) pourvu d’une portion d’appui radiale annulaire (14a ; 114a) et une jupe externe axiale annulaire (14c ; 114c), un passage annulaire (38) étant défini entre lesdites jupe externe axiale (14c ; 114c) et portion de support radiale (14a ; 114a) ;
    • au moins un palier (18 ; 118) disposé entre une surface supérieure (34) de la portion de support radiale (26a ; 126a) et une surface inférieure (17 ; 117) de la portion d’appui radiale (14a ; 114a) ; et
    • au moins un joint d’étanchéité annulaire (32 ; 132) disposé radialement au moins en partie entre la jupe extérieure (14c ; 114c) du capot d’appui supérieur (14 ; 114) et le palier (18),
    caractérisé en ce que le joint d’étanchéité (32 ; 132) est formé monobloc, et comprend :
    • une lèvre de fixation annulaire (40 ; 140) s’étendant radialement entre un bord intérieur de petit diamètre et un bord périphérique de grand diamètre, ladite lèvre de fixation (40 ; 140) étant solidaire par liaison mécanique de son bord intérieur à l’un parmi le capot de support inférieur (16) et le capot d’appui supérieur (114) ;
    • au moins une lèvre d’étanchéité (42 ; 142) s’étendant en direction de l’autre capot (14 ; 116) de manière à ce qu’une extrémité libre (46) de ladite lèvre (42 ; 142) vienne à proximité immédiate d’une surface (54 ; 154) dudit autre capot (14 ; 116) ; et
    • une portion de rigidification (44 ; 144) située radialement entre la lèvre de fixation annulaire (40 ; 140) et la lèvre d’étanchéité annulaire (42 ; 142), ladite portion de rigidification (44 ; 144) s’étendant axialement depuis le bord périphérique de la lèvre de fixation (40 ; 140) et en direction de l’autre capot (14 ; 116), ladite lèvre d’étanchéité (42 ; 142) s’étendant depuis ladite portion de rigidification (44 ; 144).
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la lèvre d’étanchéité (42 ; 142) comprend une première partie radiale (42a ; 142a) s’étendant depuis la portion de rigidification axiale (44 ; 144), et une deuxième partie oblique (42 ; 142) s’étendant depuis un bord de grand diamètre de ladite première partie radiale (42a ; 142a).
  3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’extrémité libre (46) de la lèvre d’étanchéité (42 ; 142) est en contact glissant avec une surface de contact (54 ; 154) de l’autre capot (14 ; 116).
  4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l’extrémité libre (46) de la lèvre d’étanchéité (42) comprend un rebord en saillie dirigé dans la direction opposée à ladite surface contact (54).
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la liaison mécanique entre le joint d’étanchéité (32 ; 132) et le capot (16 ; 114) consiste en une interférence diamétrale entre le diamètre intérieur du bord intérieur de la lèvre de fixation (40 ; 140) et le diamètre extérieur d’une surface extérieure axiale annulaire (50 ; 150) pourvue audit capot (16 ; 114).
  6. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ladite surface extérieure axiale (50 ; 150) est formée dans une rainure annulaire ouverte radialement et délimité par deux rebords (26a, 52 ; 114a, 152) en saillie radiale.
  7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel ladite surface extérieure axiale (50, 150) est pourvue à un rebord en saillie axiale (26c ; 114d) de la portion radiale (26a ; 114a) dudit capot (16 ; 114).
  8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite surface extérieure axiale (50) est pourvue à la périphérie extérieure d’une saillie axiale (26c) du capot de support inférieur (16) supportant le palier (18), le bord intérieur de la lèvre de fixation (40) du joint d’étanchéité (32) étant solidaire par liaison mécanique avec ladite surface extérieure axiale (54), la lèvre de fixation radiale (40) étant en appui axial contre une surface supérieure radiale (34) de la portion de support radiale (26a), la lèvre d’étanchéité (42) s’étendant obliquement vers l’extérieur et vers le haut du dispositif (10) en direction du capot d’appui supérieur (14), l’extrémité libre (46) de ladite lèvre d’étanchéité (42) venant en contact glissant avec une surface inférieure radiale (54) de la portion d’appui radiale (14a) du capot d’appui supérieur (14).
  9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite surface extérieure axiale (150) est pourvue à la périphérie extérieure d’un rebord en saillie axiale (114d) de la portion d’appui radiale (114a) du capot d’appui supérieur (114), le bord intérieur de la lèvre de fixation (140) du joint d’étanchéité (132) étant solidaire par liaison mécanique avec ladite surface extérieure axiale (150), la lèvre de fixation radiale (140) étant en appui axial contre une surface radiale inférieure (117) de la portion d’appui radiale (114a) du capot d’appui supérieur (114), la lèvre d’étanchéité (142) s’étendant vers l’extérieur et vers le bas du dispositif en direction du capot de support inférieur (116), l’extrémité libre de ladite lèvre d’étanchéité (142) venant en contact glissant avec une surface (154) de la saillie axiale (126c) de la portion de support radiale (126a) du capot de support inférieur (116).
  10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la lèvre d’étanchéité (42 ; 142) s’étend obliquement en direction de l’autre capot (14 ; 116).
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