Brevet FR2658128A1 — publié le 19910816

ESSIEU DIRECTEUR ARRIERE COMBINE, POUR VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention se rapporte à un essieu directeur arrière combiné, pour véhicules automobiles, se composant de deux bras oscillants tubulaires longitudinaux et d'une entre- toise de section transversale sensiblement en V, intercalée par soudage entre lesdits bras oscillants. Un essieu directeur arrière combiné de ce type fait par- tie de l'état de la technique,de par le-brevet DE-C-27 35 939. Dans ce cas, l'entretoise est configurée en V sur toute sa longueur Les branches profilées rectilignes, décrivant réci- proquement un angle d'environ 450, sont reliées l'une à l'autre, au voisinage du sommet de l'entretoise, par une zone de transi- tion à courbure concave Par rapport à la région courbe du som- met ainsi qu'aux branches profilées, les faces extrêmes de l'entretoise sont échancrées de telle sorte qu'elles entourent, sur environ 1800,les bras oscillants tubulaires longitudinaux adjacents Les extrémités libres des branches profilées se trouvent alors sensiblement dans les plans verticaux passant par les axes longitudinaux desdits bras, tandis que la région du sommet à courbure concave se rattache, à ces bras, sensible- ment dans le plan horizontal passant par lesdits axes longitu- dinaux. Des goussets en tôle configurés en des sabots sont incor- porés, par soudage, dans les zones de liaison de l'entretoise avec les bras oscillants longitudinaux Des moulures sont trans- versalement embouties vers l'intérieur, dans la région du som- met de l'entretoise, devant les pointes des branches des gous- sets en tôle qui sont soudées à ladite entretoise Dans la zone du point de rigidité maximale, ces moulures ont pour objets d'exercer une sorte d'effet de rupture d'ondes, et d'influen- cer favorablement l'allure des tensions dans la zone de liaison. Par suite des conditions exposées ci-avant, ainsi que de la mesure consistant en ce que le plan, passant par la bissec- trice de l'entretoise, coïncide avec le plan horizontal qui passe par les axes longitudinaux des bras oscillants longitu- dinaux, le type de réalisation connu accuse l'inconvénient consistant en ce que le centre de poussée d'un tel essieu di- recteur arrière combiné se trouve, de toute évidence, fermement arrêté, et en ce qu'une variation de ce centre de poussée n'est pas possible Il en résulte également des restrictions prééta- blies imposées au reste de la conception de la structure du véhicule, en particulier au comportement en déplacement. Un autre inconvénient résulte du fait que les branches profilées de l'entretoise, relativement dépourvues de rigidi- té, sont décalées l'une de l'autre d'une manière plus ou moins forte lorsque les bras oscillants longitudinaux subissent une torsion, autour de leur axe longitudinal, sous l'effet des forces induites suite à l'imposition d'une charge par l'inter- médiaire des logements de roues Cela se traduit par de grandes contraintes de bombement et de flexion, ainsi engendrées au voisinage des solidarisations de l'entretoise avec les bras oscillants longitudinaux, ce qui implique par conséquent une diminution de la longévité desdites solidarisations entre l'en- tretoise et les bras. L'invention a pour objet de réaliser l'essieu directeur arrière combiné, décrit en introduction, de telle sorte que la longévité des solidarisations, entre l'entretoise et les bras oscillants longitudinaux, soit notablement améliorée sans nuire aux propriétés de comportement en déplacement. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la région longitudinale moyenne de l'entretoise est formée de deux branches profilées s'étendant parallèlement l'une à l'autre, ainsi que d'une membrure configurée en toitu- re et reliant ces branches profilées, les régions extrêmes de l'entretoise étant respectivement configurées, entre les bran- ches profilées parallèles, en une section transversale en U présentant une membrure plane dont la face extrême est échan- crée en concordance avec le contour du bras oscillant longitu- dinal adjacent, et entoure lesdits bras oscillants sur un sec- teur compris entre environ 1200 et 180 . Du fait que la membrure de l'entretoise, configurée en toiture, est déformée en des membrures planes dans les régions extrêmes adjacentes aux bras oscillants longitudinaux, les couples de rotation, induits dans lesdits bras à partir des logements de roues, ne peuvent plus se traduire par un décala- ge mutuel notable des branches profilées, peu résistantes à la flexion, desdites régions extrêmes configurées en U Les bran- ches profilées sont en revanche soulagées de l'effet exercé par les couples de rotation et, de ce fait, les contraintes de bombement et de flexion engendrées au voisinage des solidarisa- tions de l'entretoise avec les bras sont considérablement ré- duites, ce qui augmente notablement la longévité de l'essieu directeur arrière combiné, également lorsque celui-ci subit des contraintes durables Les membrures rectilignes des ré- gions extrêmes en U de l'entretoise absorbent presque unique- ment les couples de rotation induits dans les bras oscillants, puis répercutent ces derniers, par l'entremise desdites ré- gions extrêmes en U, sur la membrure configurée en toiture, et rigide à la flexion, dans la région longitudinale moyenne de l'entretoise. Les propriétés avantageuses de l'essieu conforme à l'in- vention, exposées ci-avant, sont obtenues indépendamment du fait que les bras oscillants tubulaires longitudinaux présen- tent une section en forme d'anneau circulaire, une section ovale aplatie ou une section rectangulaire à arêtes arrondies. Un soulagement supplémentaire des branches profilées de l'entretoise résulte du fait que, dans les régions extrêmes de cette entretoise, configurées en U, les branches profilées présentent de préférence un raccourcissement concave en arc de cercle, sur une longueur de l'entretoise correspondant sen- siblement au diamètre d'un bras oscillant longitudinal; et que leur longueur est avantageusement dimensionnée, au voisi- nage de leurs faces extrêmes, pour correspondre au cinquième de leur longueur initiale dans la région longitudinale moyenne de l'entretoise Cela signifie que seuls des tronçons relati- vement modestes de la longueur des branches profilées des ré- gions extrêmes en U continuent d'être soudés aux bras oscil- lants longitudinaux, sensiblement dans les plans verticaux pas- sant par les axes longitudinaux de ces bras. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, dans laquelle le plan longitudinal, passant par la bissectrice de l'entretoise, est prévu avec inclinaison par rapport au plan passant par l'axe longitudinal des bras oscillants lon- gitudinaux, la membrure plane des régions extrêmes en U de l'entretoise peut être agencée selon un angle de 900 par rap- port aux branches profilées, ou par rapport à l'axe longitudi- nal desdits bras Dans ce cas, du fait que le plan longitudi- nal passant par la bissectrice de l'entretoise est dévié, d'un certain angle, par rapport au plan horizontal passant par les axes longitudinaux des bras, le centre de poussée est décalé vers le haut ou vers le bas selon la position d'incorporation de l'entretoise Dans cette forme de réalisation, la possibi- lité est en outre offerte d'agencer les membrures planes des régions extrêmes en U, soit à angle droit par rapport à leurs branches profilées, soit à angle droit par rapport au plan ho- rizontal passant par les axes longitudinaux des bras Dans ce dernier cas, les membrures planes sont déviées angulairement, par rapport à leurs branches profilées, de l'angle dont le plan passant par la bissectrice de l'entretoise est, lui aussi, dévié angulairement par rapport au plan passant par les axes longitudinaux des bras. Enfin, dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, dans laquelle l'essieu est muni de goussets en tôle en forme de sabot entre les bras oscillants longitudinaux et l'entretoise, l'étendue des régions extrêmes en U, mesurée dans le sens longitudinal de l'entretoise, est de préférence dimensionnée plus grande que la longueur des branches desdits goussets en tôle qui sont fixées auxdites régions extrêmes en U. De ce fait, les régions extrêmes en U sont dimensionnées plus longues que les branches adjacentes des goussets en tôle Der- rière les pointes de ces goussets, les régions extrêmes en U fusionnent ensuite en douceur dans la configuration en V de la région longitudinale moyenne Ainsi, la solidarisation des goussets en tôle est garantie exclusivement au voisinage des régions extrêmes en U De la sorte, la structure beaucoup plus rigide à la torsion, comprenant un gousset en tôle et une ré- gion extrême en U de l'entretoise, soulage les solidarisations des goussets qui sont menacées en présence de couples de rota- tion induits Il est alors possible que les branches des gous- sets en tôle qui sont parallèles à l'entretoise soient, tota- lement ou en partie, soudées bord à bord sur les membrures pla- nes L'entretoise est suffisamment soulagée des contraintes dy- namiques de torsion et de flexion. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en plan illustrant la solidarisation de l'entretoise d'un essieu directeur arrière combiné, avec un bras oscillant longitudinal; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 est une coupe transversale, selon la ligne IV-IV de la figure 1, n'illustrant pas le gousset en tôle la figure 5 est une illustration correspondant à la fi- gure 4, en présence d'un bras oscillant tubulaire longitudi- nal de forme rectangulaire; la figure 6 est une coupe transversale, selon la ligne VI-VI de la figure 1, n'illustrant pas le gousset en tôle et montrant la situation dans laquelle l'entretoise subit une lé- gère torsion; et la figure 7 est une coupe transversale correspondant à une autre forme de réalisation, selon la ligne VI-VI de la fi- gure 1, n'illustrant pas le gousset en tôle et montrant la si- tuation dans laquelle l'entretoise subit une torsion. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une moitié d'un essieu directeur arrière combiné, équipant une voiture de tourisme. L'essieu directeur arrière combiné 1 comprend une entre- toise 2 qui est intercalée, par soudage, entre deux bras os- cillants tubulaires longitudinaux 3 (voir également la figure 4) Non seulement l'entretoise 2 solidarise les deux bras 3, mais elle remplit également, entre autres, la fonction d'un ressort de torsion lorsque, par exemple, les deux bras 3 sont décalés l'un de l'autre Toutes les forces (en particulier les forces de torsion et de flexion) doivent alors être répercu- tées, dans l'entretoise 2, par l'intermédiaire des solidarisa- tions entre cette entretoise 2 et les bras 3. En vue de renforcer les solidarisations entre l'entretoise 2 et les bras oscillants longitudinaux 3, un gousset en tôle 5 en forme de sabot est intercalé, par soudage, entre chaque bras 3 et une région extrême adjacente 4 de l'entretoise 2. Les bras oscillants longitudinaux 3 sont reliés par une extrémité à des logements 6 de roues et, par l'autre extrémi- té, à des coussinets 7 en caoutchouc en vue de l'articulation sur la carrosserie. Comme le révèlent les figures 1 et 3, l'entretoise 2 est munie, dans une région longitudinale moyenne 8, de deux bran- ches profilées 9 s'étendant parallèlement l'une à l'autre Les branches profilées 9 sont reliées l'une à l'autre par l'inter- médiaire d'une membrure 10 du type toiture profilée en V L'en- tretoise 2 est configurée en U dans les régions extrêmes 4 (figures 1 et 2), de sorte qu'une membrure plane 11 est désor- mais prévue entre les deux branches profilées parallèles 9 La longueur de chaque région extrême 4 configurée en U est dimen- sionnée de façon telle qu'une branche 12 du gousset en tôle 5, s'étendant parallèlement à l'entretoise 2, puisse être au moins partiellement soudée bord à bord sur la membrure plane 11 de la région extrême 4 en U. Une face extrême 13 de la membrure plane 11 est échancrée au voisinage du bras oscillant longitudinal 3, en concordance avec le contour de ce dernier (voir également la figure 4), ladite membrure plane 11 entourant alors ledit bras 3 sur en- viron 1800. Comme le révèle par ailleurs la figure 1, les branches profilées 9 sont raccourcies dans les régions extrêmes 4 en U de l'entretoise 2 La longueur du raccourcissement correspond sensiblement au diamètre d'un bras oscillant longitudinal 3. Ledit raccourcissement présente une allure curviligne concave désignée par 14 Ainsi, au voisinage de faces extrêmes 16 des branches profilées 9, s'étendant sensiblement dans le plan vertical passant par un axe longitudinal 15 du bras 3, la lon- gueur desdites branches profilées est dimensionnée sensiblement égale au cinquième de leur longueur initiale dans la région longitudinale moyenne 8 de l'entretoise 2. La forme de réalisation exposée ci-avant se singularise par le fait que des couples de rotation induits dans les bras oscillants longitudinaux 3 (le centre de rotation est matéria- lisé par un point 17 dans le coussinet 7 en caoutchouc), suite à l'imposition d'une charge par l'intermédiaire des logements 6 de roues, sont absorbés par l'entretoise 2 grâce à la soli- darisation particulière de cette entretoise 2 avec lesdits bras 3, sans que les branches profilées 9 soient alors mutuel- lement décalées. La figure 5 illustre une forme de réalisation munie d'un bras oscillant longitudinal 3 ' de configuration rectangulaire. Là encore, l'on constate que la membrure plane 11, dans la ré- gion extrême 4 en U de l'entretoise 2, entoure le bras 3 ' sur environ 1800. La figure 6 montre qu'une bissectrice 18 de l'entretoise 2 s'étend avec inclinaison, d'un angle a, par rapport au plan passant par l'axe longitudinal 15 du bras oscillant longitudi- nal 3 Dans ce cas, la membrure plane 11 de la région extrême en U est agencée selon un angle 6 de 900 par rapport aux bran- ches profilées 9. Dans la forme de réalisation de la figure 7, dans laquelle l'entretoise 2 a également subi une torsion de l'angle a, la membrure plane 11 de la région extrême 4 en U est toutefois agencée selon un angle droit V' par rapport à l'axe longitudi- nal 15 du bras oscillant longitudinal 3. Tant dans la forme de réalisation de la figure 6 que dans celle de la figure 7, le centre de poussée est décalé vers le bas hors du plan horizontal passant par l'axe longitudinal 15 des bras oscillants longitudinaux 3. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'essieu décrit et représenté, sans sortir du ca- dre de 1 'invention. -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Essieu directeur arrière combiné, pour véhicules auto- mobiles, se composant de deux bras oscillants tubulaires lon- gitudinaux ( 3; 3 ') et d'une entretoise ( 2) de section trans- versale sensiblement en V, intercalée par soudage entre les- dits bras oscillants ( 3; 3 '), essieu caractérisé par le fait que la région longitudinale moyenne ( 8) de l'entretoise ( 2) est formée de deux branches profilées ( 9) s'étendant parallè- lement l'une à l'autre, ainsi que d'une membrure ( 10) confi- gurée en toiture et reliant ces branches profilées ( 9), les régions extrêmes ( 4) de l'entretoise ( 2) étant respectivement configurées, entre les branches profilées parallèles ( 9), en une section transversale en U présentant une membrure plane ( 11) dont la face extrême ( 13) est échancrée en concordance avec le contour du bras oscillant longitudinal adjacent ( 3 3 '), et entoure lesdits bras oscillants ( 3; 3 ') sur un sec- teur compris entre environ 120 et 180 . 2 Essieu directeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans les régions extrêmes ( 4) de l'entretoise ( 2), configurées en U, les branches profilées ( 9) présentent un raccourcissement concave en arc de cercle, sur une longueur de l'entretoise ( 2) correspondant sensiblement au diamètre d'un bras oscillant longitudinal ( 3; 3 '), et leur longueur est dimensionnée, au voisinage de leurs faces extrêmes ( 16) , pour correspondre sensiblement au cinquième de leur longueur initiale dans la région longitudinale moyenne ( 8) de l'entre- toise ( 2). 3 Essieu directeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le plan longitudinal, passant par la bissectrice ( 18) de l'entretoise ( 2), est prévu avec inclinaison d'un angle (a) par rapport au plan passant par l'axe longitudinal ( 15) des bras oscillants longitudinaux ( 3; 3 '), essieu caractérisé par le fait que la membrure plane ( 11) des régions extrêmes en U ( 4) de l'entretoise ( 2) est agencée selon un angle (S; 6 ') de 90 par rapport aux branches profilées ( 9), ou par rap- port à l'axe longitudinal ( 15) des bras oscillants longitudi- naux ( 3; 3 '). 4 Essieu directeur selon l'une quelconque des revendica- tions i à 3, muni de goussets en tôle ( 5) en forme de sabot entre les bras oscillants longitudinaux ( 3; 3 ') et l'entre- toise ( 2), essieu caractérisé par le fait que l'étendue des régions extrêmes en U ( 4), mesurée dans le sens longitudinal de l'entretoise ( 2), est dimensionnée plus grande que la lon- gueur des branches ( 12) desdits goussets en tôle ( 5) qui sont fixées auxdites régions extrêmes en U ( 4).