Brevet FR2737443A1 — publié le 19970207

L'invention concerne une main de suspension pour un essieu de véhicule industriel notamment pour un essieu d'une semi-remorque ou remorque routière, servant à assurer la jonction entre le châssis du véhicule, le bras de liaison portant l'essieu et l'amortisseur. Les mains de suspension sont généralement réalisées sous la forme d'une pièce emboutie ou mécano-soudée ayant sensiblement la forme d'un gousset ou d'un étrier à section en U dont les flancs sont pourvus de portées destinées, respectivement, à l'accrochage de l'amortisseur et du bras de liaison. De façon classique, les portées sont destinées à recevoir des axes, l'un supportant l'oeil de l'amortisseur (dont l'autre extrémité est fixée sur la chape de l'essieu), l'autre, l'extrémité du bras de liaison, enserré entre les bride et contre-bride de l'essieu. La difficulté que l'on rencontre dans les mains de suspension réside dans le fait que les portées, et en particulier celle recevant l'axe de l'amortisseur, sont fortement sollicitées au cours des manoeuvres de chargement de la semi-remorque, ce qui engendre des contraintes mécaniques et physiques très élevées de nature à user prématurément des alésages desdites portées. On sait en effet que les forces statiques surtout lors du relevage de la semi-remorque (alignement avec un quai de chargement) peuvent être de plusieurs tonnes. Ces forces érodent rapidement les alésages des portées des mains de suspens ion, et le jeu ainsi créé peut être cause de mâtage et de rupture des axes. Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de fabriquer des mains de suspens ion à partir de flancs découpés et emboutis assemblés par mécano-soudure, et de rapporter dans des orifices circulaires, ménagés dans les flancs, des bagues ou viroles pré-usinées et pré-alésées que l'on fixe par un cordon de soudure annulaire. Cette solution n'est pas satisfaisante car elle est tout à la fois, onereuse et mécaniquement peu stable. En effet, les soudures ne sont pas toujours homogènes et leur tenue mécanique, en raison des contraintes énoncées ci-dessus, reste aléatoire. De plus, et bien que les bagues aient été préalablement alésées, on est souvent contraint de les rectifier à nouveau, après assemblage sur la main de suspens ion, en raison des dilatations thermiques liées à la soudure et à la déformation du métal qu'elles entraînent. Or, cette opération est rendue difficile par le fait que les flancs ne sont pas rigoureusement perpendiculaires à l'axe des portées, ce qui entraîne, en l'absence de plan de référence, de sérieuses difficultés de centrage, de cote, ce qui nuit à la précision de l'usinage. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer à cet effet une main de suspension dans laquelle on exclut volontairement toute opération de soudure des portées. Le but de l'invention est atteint par une main de suspension pour un essieu d'un véhicule industriel, notamment pour un essieu d'une semi-remorque ou remorque routière constituée d'une pièce métallique emboutie ou mécano-soudée ayant sensiblement la forme d'un étrier en U dont la face ouverte est destinée à être tournée vers l'essieu, les flancs latéraux de la main de suspens ion étant pourvus d'une première portée destinée à supporter un axe servant à l'accrochage d'un amortisseur et d'une deuxième portée destinée à fixer une extrémité d'un bras de liaison. Conformément à l'invention, les flancs latéraux de la main de suspens ion comportent au droit de la première portée deux crevés hémisphériques dirigés vers l'intérieur de la main, en regard l'un de l'autre, ces crevés comportant un siège formé d'une couronne sphérique pour recevoir des paliers supportant l'axe d'accrochage de l'amortisseur, ceux-ci comportant au moins une zone de contact glissant sur les sièges correspondants des crevés. Avantageusement, les crevés pratiqués sur les flancs de la main de suspension sont réalisés par emboutissage. Lorsque l'amortisseur est monté sur la main de suspension, les paliers sont maintenus en appui sur leurs sièges respectifs par l'axe de l'amortisseur, l'axe étant épaulé à une de ses extrémités, et fixé à l'autre extrémité, qui est filetée, sur les flancs de la main de suspension par un écrou. Pour assurer que l'extrémité de l'amortisseur soit bien tenue à distance égale par rapport aux deux joues de la main de suspension, deux rondelles peuvent être insérées, une de chaque côté, entre l'oeil de l'amortisseur et les deux flancs latéraux. La conception de la fixation de l'axe reliant une extrémité de l'amortisseur à la main de suspension, a principalement les avantages suivants: tout d'abord, les crevés représentent une surface plus grande et mieux formée que celle des mains de suspension utilisées jusqu'à maintenant recevant les efforts de pivotement et centrant l'axe qui établit la liaison entre la main de suspension et l'amortisseur. Il s'en suit une réduction de l'usure de ces surfaces par une meilleure répartition des efforts sur les bords des crevés, ainsi qu'une meilleure concentration des efforts sur les axes de pivotement et une répartition égale entre les deux flancs de la main de suspens ion. Enfin, la conception de l'invention donne davantage de liberte de mouvement à l'amortisseur, grâce à une charge plus uniforme de la partie élastique de l'oeil de montage de l'amortisseur. Lors du montage, les axes de montage peuvent être introduits dans la main de suspension indifféremment d'un côté comme de 1 'autre. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la deuxième portée de la main de suspension destinée à la réception du bras de liaison est formée par deux paliers, emmanchés à force dans deux collets battus calibrés, dirigés vers l'extérieur de la main, en regard l'un de 1 'autre. En variante, la deuxième portée de la main de suspension peut être formée d'une bague rapportée par sertissage sur la périphérie d'un orifice circulaire découpé dans chacun des deux flancs de la main de suspension. La bague rapportée est pré-usinée et comporte un épaulement annulaire formant ponctuellement des griffes, après sertissage sur le flanc de la main de suspension. La conception de la deuxième portée répond essentiellement aux mêmes critères que la conception de la première portée. Ainsi, qu'il s'agisse de paliers emmanchés à force dans les collets battus ou qu'il s'agisse de bossages rapportés, fixés par sertissage dans un orifice découpé dans chaque flanc latéral, dans les deux cas, on obtient une surface agrandie destinée à recevoir les efforts de pivotement auxquels est soumise la liaison entre la main de suspension et le bras de liaison. Cet avantage peut encore être accru en donnant à la surface du palier ou du bossage rapporté, destiné à être orienté vers le bras de liaison, une forme bombée. Enfin, aussi bien la conception de la première portée que celle de la deuxième portée offre l'avantage, en cas d'usure de la liaison, d'une réparation plus rapide et moins onéreuse grâce à la possibilité de remplacement des pièces usées, voire cassées. Le but de l'invention est également atteint par un véhicule industriel muni d'une main de suspension pour un essieu, telle que décrite jusqu'ici. La main de suspension selon l'invention est destinée à être attachée au châssis, en général à un longeron, de la semi-remorque ou de la remorque par soudage le long du plus long des deux côtés adjacents à l'âme de la main de suspension. A cet effet, les flancs peuvent être droits, c'est-à-dire chaque flanc peut s'étendre dans un seul plan. En alternative, et de manière plus avantageuse, les flancs latéraux peuvent être déviés à leurs extrémités libres, de manière que les extrémités libres des côtés soient légèrement infléchies vers l'intérieur de la main de suspension. Ceci a pour avantage que le cordon de soudure posé à l'extérieur autour de la main de suspens ion ne se termine pas au bord du longeron du châssis et est ainsi beaucoup moins exposé au risque d'arrachement.Cet effet peut être encore amélioré en prolongeant le cordon de soudure autour des extrémités libres des côtés infléchis vers l'intérieur de la main de suspension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après et des dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en perspective illustrant l'environnement technique d'une main de suspension connue, et en particulier son accouplement avec le bras de liaison, l'amortisseur et les bride et contre-bride de l'essieu. La Figure 2 est une vue en élévation d'une main de suspension conforme à l'invention. La Figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne C-C de la Figure 2. La Figure 4 est une vue en coupe de la main de suspension suivant la section A-A de la Figure 2. La Figure 5 illustre le détail d'une variante de montage de la première portee de la main de suspens ion. La Figure 6 est une vue en coupe de la deuxième portée suivant la ligne B-B de la Figure 2. La Figure 7 est une vue d'une variante de montage de la deuxième portée de la main de suspension. La Figure 8 montre un cas particulier, en charge, du montage de la Figure 7. Les Figures 9 et 10 sont des vues d'une variante du montage de la deuxième portée de la main de suspens ion. La Figure 11 montre le principe de fixation de la main de suspension sur le châssis d'une semi-remorque par soudage. Une main de suspension 1 illustrée sur les Figures 1 à 3 est essentiellement constituée d'une pièce métallique en forme d'étrier ayant sensiblement la section d'un U, dont la face ouverte est tournée vers un essieu 2. La main 1, vue en section, présente deux flancs latéraux 11 et 12, chacun de forme trapézoïdale ayant trois côtés droits 16, 17 et 18 et un côté 19 oblique. Le plus grand côté 16 des trois côtés droits des deux flancs sont reliés par une âme 13. En variante, l'angle aigu formé entre les côtés 17 et 19 peut être coupé selon une ligne 170 représentée sur la Figure 2 en pointillés, donnant aux flancs de la main de suspension la forme représentée sur la Figure 1. De façon préférentielle, l'âme 13 de l'étrier (Figure 5) est de forme sensiblement convexe pour éviter la localisation ou la concentration des contraintes mécaniques et physiques en un point déterminé de la main de suspension. Dans la partie la moins large orientée vers le côté 18, les flancs 11 et 12 sont formés de manière à présenter, chacun, une joue 14 ou 15, la distance entre les joues 14 et 15 étant plus grande que celle entre les flancs 11 et 12 dans leur partie la plus large, c'est-à-dire du côté 17. On peut accroître l'indéformabilité de la main de suspens ion 1 en posant, si nécessaire, une ou deux entretoises supplémentaires 82, 83 à l'intérieur de la main de suspension sans bien entendu gêner le passage de l'amortisseur 3 ou du bras de liaison 4 (voir Figure 11). Sur les flancs 11, 12 du U de la main de suspension, viennent se rapporter des bossages ou portées 5 et 6 dont la première portée 5 est réservée à l'accrochage de l'amortisseur 3 par un premier oeil 30 et dont la deuxième portée 6 est réservée à la fixation du bras de liaison 4. L'amortisseur 3 a son autre oeil 31 fixé sur la bride supérieure porte-essieu, le bras de liaison étant pris en sandwich entre cette bride 7 et une contre-bride 8, celles-ci servant de palier à l'essieu 2 maintenu par des étriers 9 fixés par des écrous 10 sous la contre-bride 8. Selon l'invention, comme le montre notamment la Figure 4, la portée 5 destinée à recevoir l'oeil 30 de l'amortisseur 3 présente la particularité d'être constituée de deux crevés 51 réalisés par emboutissage dans les flancs 11 et 12. Ces crevés sont dirigés vers l'intérieur du U de l'étrier et comportent une couronne hémisphérique 52 constituant un siège articulé et auto-centrant pour le palier 53 qui supporte l'axe 54 portant l'oeil 30 de l'amortisseur 3. Les paliers 53 présentent, eux aussi, une forme en partie hémisphérique de manière à présenter au moins une zone annulaire 55 de contact glissant. On entend par "contact glissant" le fait que le palier 53 peut se mouvoir par rapport à son siège formé par les crevés 51, à la manière d'une rotule, sous les contraintes engendrées par les oscillations de l'amortisseur.Les génératrices de contact entre ces paliers et ces pièces se déplacent de façon infinitésimale et absorbent ainsi les oscillations engendrées par l'oeil de l'amortisseur sans qu'il y ait de déplacement relatif entre l'axe 54 support d'amortisseur et les paliers 53. En d'autres termes, l'axe 54 et les paliers 53 constituent un ensemble solidaire et stable et les oscillations sont absorbées par le jeu relatif des paliers sur les sièges en partie sphérique des crevés 51. Chaque flanc 11, 12 comporte un crevé 51 et un palier associé 53, les paliers étant usinés, alésés au plus près de la tolérance de l'axe pour limiter le phénomène de mâtage de l'axe 54. L'axe 54, épaulé à l'une de ses extrémités, traverse les deux paliers 53 et l'oeil 30 de l'amortisseur 3 et est fixé, à l'autre extrémité filetée, par un écrou 56. Ce montage évite toute usure prématurée ou intempestive de la portée réservée à l'accrochage de l'amortisseur en raison du jeu relatif entre les paliers 53 supportant l'axe de l'amortisseur, et leur siège 51. En outre, l'absence de soudure ou d'usinage après l'assemblage permet de réduire de façon très sensible les coûts de production tout en accroissant, de façon significative la résistance mécanique et physique de la main de suspension. La Figure 5 montre en détail le montage de la première portée 5. Plus particulièrement, on voit sur cette Figure que, outre les éléments décrits jusqu'ici et représentés notamment sur la Figure 4, deux rondelles 58 disposées sur l'axe 54 d'un côté et de l'autre de l'oeil 30 de l'amortisseur 3, intercalées entre l'oeil 30 et chacun des deux flancs latéraux 11 et 12. L'épaisseur de ces rondelles 58 est choisie de manière telle que l'oeil 30 garde suffisamment de liberté de mouvement entre les deux flancs latéraux 11 et 12, mais que sa position reste quand même le plus possible centrée entre les deux flancs latéraux.En d'autres termes, l'épaisseur des rondelles 58 est choisie de manière telle que le mouvement en direction axiale de l'axe 54 de l'oeil 30 soit réduit à un minimum possible, tout en gardant à l'amortisseur 3 suffisamment de liberté de mouvement autour de, et par rapport à son axe longitudinal grâce à un élément élastique 32 disposé à l'intérieur de l'oeil 30. La deuxième portée est destinée à la fixation d'un bras de liaison à la main de suspension. Cette deuxième portée est représentée dans les dessins en deux variantes différentes. La première variante, référencée 70, est représentée sur la Figure 6 en une version de principe et sur les Figures 7 et 8 dans une version selon le mode de réalisation préféré de l'invention. La deuxième version de la deuxième portée est référencée 6 et représentée sur les Figures 9 et 10. La deuxième portée 70 est constituée de deux collets battus dans les flancs 11 et 12 tournés vers l'extérieur et exécutés perpendiculairement à ceux-ci, d'une part, et de deux paliers usinés et alésés 71, emmanchés à force dans les collets battus, d'autre part. Les paliers 71 consistent essentiellement en une partie 72 ayant la forme d'un manchon destiné à être enfoncé dans la partie tubulaire du collet battu et d'une partie 73 ayant la forme d'un disque destinée à épouser la paroi intérieure du flanc latéral correspondant 11 ou 12 de la main de suspension 1. Les dimensions du palier 71, et notamment l'épaisseur de la partie discale 73, sont choisies de manière telle que le bras de liaison 4 garde suffisamment de liberté de mouvement à l'intérieur de la main de suspension 1. En variante de cela, et correspondant au mode de réalisation préféré de l'invention, les paliers peuvent être formé de manière telle que la partie discale 73 soit bombée vers l'intérieur de la main de suspension 1. De tels paliers, référencés 75, présentent l'avantage que la liberté de mouvement du bras de liaison 4 dans la direction de l'axe 74 soit essentiellement nulle, mais que les autres mouvements du bras de liaison 4 restent possibles. Par ailleurs, les paliers 71 ou 75, selon la variante choisie, sont tenus sur les flancs latéraux de la main de suspension, et plus précisément sur les joues 14 et 15, par l'axe 74 qui les traverse. L'axe 74 est épaulé à une de ses extrémités et fileté à l'autre afin d'être fixé au moyen d'un écrou 76. Des rondelles 77 sont disposées respectivement entre l'épaule de l'axe et le flanc 15 et entre l'écrou et le flanc 14 assurant un bon appui de l'axe monté sur les flancs latéraux. Cette conception assure que les flancs latéraux coopèrent dans ce montage du bras de liaison 4 au lieu d'agir indépendamment l'un de l'autre. En général, les paliers 71 ou 75 sont emmanchés à force dans les collets battus. Toutefois, il peut s'avérer avantageux, pour les seuls besoins du montage du bras de liaison 4, d'attacher les paliers provisoirement aux collets battus par application d'un ou de plusieurs points de colle, d'adhésif ou de soudure. Souvent, un ou deux de ces points suffisent pour attacher les paliers sans que les flancs latéraux ou les paliers ne subissent de déformations. La variante de la deuxième portée, référencée 6, est réalisée sous la forme d'une bague 61 usinée et alésée, celleci étant fixée par sertissage sur les deux flancs 11, 12 de la main de suspens ion. Cette bague présente la particularité de comporter un épaulement annulaire 62 qui sera rabattu, au cours de l'opération de sertissage, sur le bord de l'orifice circulaire 63 dans lequel a été engagée la bague 61. Le sertissage de l'épaulement 62 se fait ponctuellement pour former des griffes 64 (Figure 10) réparties uniformément sur la périphérie de l'orifice circulaire 63.Un jonc annulaire de raidissage 65 est réalisé, au cours de l'emboutissage des flancs, au voisinage de la zone de sertissage de la portée 6, afin de concentrer les contraintes physiques et mécaniques liées à l'opération de sertissage de manière à éviter les déformations préjudiciables à l'alignement des axes des deux bagues 61 constituant les deux portées 6 de la main de suspension 1. La main de suspension, selon l'invention, présente de multiples avantages, tant du point de vue économique, que du point de vue résistance mécanique du fait de la réduction importante de soudure et surtout du montage flottant de l'amortisseur sur sa portée 5. En outre, les portées 5 et 70 (ou 6) étant réalisées à partir de bagues rapportées usinées, et leur montage n'engendrant pas de modifications dans l'alignement de leurs axes, il est inutile de procéder à des opérations de post-usinage après montage. La Figure 11 représente, de manière schématique, un longeron 81 du châssis d'une semi-remorque ou d'une remorque, en dessous duquel est soudée une main de suspension 1 selon l'invention. La main de suspension 1 est renforcée par des entretoises 82 et 83. Les flancs latéraux 11 et 12 sont infléchis à leurs extrémités libres, présentant ainsi des parties infléchies 84 et 85. La main de suspens ion 1 est attachée au longeron 81 au moyen d'un cordon de soudure 86 posé à l'extérieur de la main de suspension le long des flancs latéraux 11 et 12 et l'âme 13. Ce cordon de soudure 86 est conduit, aux extrémités 84 et 85 des flancs 11 et 12 à l'extérieur et à l'intérieur de la main de suspension. Ainsi, le cordon de soudure entoure les extrémités 84 et 85 de manière à ce que le cordon de soudure 86 se termine sur la surface de contact entre le longeron 81 et la main de suspension 1. Enfin, comme illustré en Figure 1, les deux mains de suspens ion gauche et droite, peuvent être réunies par une traverse 80 constituée d'un tube de renfort traversant les deux flancs de chaque main de suspension pour absorber les efforts. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Main de suspension (1) pour un essieu d'un véhicule industriel notamment pour un essieu d'une semi-remorque ou remorque routière, constituée d'une pièce métallique emboutie ou mécano-soudée ayant sensiblement la forme d'un étrier en U présentant deux flancs latéraux (11, 12) reliés par une âme (13), la face ouverte de l'étrier étant destinée à être tournés vers l'essieu, les flancs latéraux (11, 12) étant pourvus d'une première portée (5) destinée à supporter un axe (54) servant à l'accrochage d'un amortisseur (3), et d'une deuxième portée (6) destinée à fixer une extrémité d'un bras de liaison (4), caractérisée en ce que les flancs latéraux (11, 12) comportent au droit de la première portée (5) deux crevés (51) dirigés vers l'intérieur de la main (1) et en regard l'un de l'autre, ces crevés (51) comportant un siège formé d'une couronne hémisphérique (52) et recevant des paliers (53), supports d'un axe (54) d'accrochage d'amortisseur, ces paliers comportant au moins une zone annulaire (55), à contact glissant, sur les sièges correspondants des crevés (51). 2. Main de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que les crevés (51) sont réalisés par emboutissage. 3. Main de suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que les paliers (53) sont maintenus en appui sur leur siège respectif (51) par l'axe (54) de l'amortisseur (3), l'axe (54) étant épaulé à une de ses extrémités et fixé à l'autre extrémité, filetée, sur les flancs (11, 12) de la main de suspension par un écrou (56). 4. Main de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la deuxième portée (70) est constituée de deux collets battus dans les flancs (11, 12), tournée vers l'extérieur et de deux paliers usinés et alésés (71) emmanchés à force dans les collets battus. 5. Main de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la deuxième portée (6) est formée d'une bague rapportée (61), fixée par sertissage sur la périphérie d'un orifice circulaire (63) découpé dans chaque flanc latéral. 6. Main de suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bague rapportée (61) est usinée et comporte un épaulement annulaire (62) formant ponctuellement des griffes après sertissage sur les flancs (11, 12). 7. Main de suspension selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la bague rapportée (61) est alésée avant sertissage. 8. Main de suspension selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'intervalle des flancs (11, 12) au voisinage de la première portée (5) est inférieur à celui des flancs au voisinage de la deuxième portée (6). 9. Main de suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que les flancs (11, 12) présentent un jonc de raidissage (65), obtenu par emboutissage, celui-ci entourant la zone des bagues rapportées (61) pour concentrer les contraintes mécaniques et physiques dues à l'opération de sertissage. 10. Main de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'âme (13) de l'étrier est de forme sensiblement convexe. 11. Main de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les bords libres (84, 85) des joues (11, 12) sont orientés vers l'intérieur de la main, au moins au voisinage du bord (17) destiné à être soudé au châssis du véhicule. 12. Véhicule industriel comprenant un châssis ainsi qu'un essieu (2) monté sur deux bras de liaison (4) distancés l'un de l'autre et reliés au châssis par deux mains de suspension (1), ces mains de suspension (1) étant destinées à servir également à l'accrochage d'amortisseur (3), caractérisé en ce que chaque main de suspension (1) est conforme à l'une des revendications 1 à 11. 13. Véhicule selon la revendication 12 en combinaison avec la revendication 11, caractérisé en ce que la main est fixée au châssis par un cordon de soudage (86), le cordon (86) entourant les deux extrémités libres (84, 85) au moins des flancs (11, 12) dans la partie orientée vers l'intérieur de la main (1).