Brevet FR2819754A1 — publié le 20020726

ESSIEU SOUPLE ARRIERE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un essieu souple pour roues arrière non motrices d'un véhicule automobile. Actuellement, un tel essieu est constitué de l'assemblage par soudure d'une pluralité de pièces, à savoir essentiellement deux bras latéraux pivotants, un profilé transversal de liaison, deux coupelles d'appui de ressort et deux chapes de support de fusée. Comme on peut le voir à la Fig. 1 qui représente schématiquement en perspective la moitié gauche de ce type d'essieu, les bras pivotants B sont soudés au profilé de liaison transversal A, chaque coupelle d'appui de ressort C est soudée à un bras pivotant B et au profilé transversal A, et une chape de support de fusée S est soudée en extrémité de chaque bras pivotant B. L'assemblage ainsi défini comporte donc une part importante de zones de jonction par soudure qui, bien entendu, nécessitent le plus grand soin quant à leur réalisation, étant donné les sollicitations qu'elles auront à subir. A cette première difficulté s'ajoute le problème de la déformation de la structure sous l'effet des contraintes thermiques de soudure, déformation qui peut affecter gravement la précision de fabrication de l'essieu, au point d'entraîner de nombreux rejets. Ces remarques valent également pour des essieux tels que décrits dans les deux brevets DE 3832181 et DE 19520520, respectivement au nom de Benteler Werke AG et au nom de Volkswagenwerk AG. La présente invention procède donc d'une recherche de conception d'un nouvel essieu arrière souple pour roues arrière de véhicule automobile, en vue d'écarter ces difficulté et problème sus-mentionnés, et d'optimiser l'essieu en lui-même. A cet effet, un essieu souple pour roues arrière non motrices d'un véhicule automobile, comportant des bras latéraux pivotants pour supporter les roues, une liaison transversale entre les deux bras latéraux et une coupelle associée à chaque bras pour recevoir l'extrémité basse d'un ressort de suspension, est caractérisé selon l'invention en ce que chacun desdits bras pivotants et ladite coupelle qui lui est associée sont réalisés sous la forme d'un ensemble monobloc par formage (hydroformage ou technique similaire) d'une pièce de départ tubulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit ensemble monobloc comporte une partie centrale coudée où est formée ladite coupelle et, de part et d'autre de ladite partie centrale, une première partie de section sensiblement en forme de rectangle allongé transversalement menant à l'extrémité d'articulation dudit bras, et une seconde partie de section sensiblement en forme de rectangle allongé verticalement menant à l'extrémité de support de roue dudit bras. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, ladite coupelle est formée par aplatissement complet au niveau de son fond de la portion de tube correspondante, avec conservation de deux rebords latéraux en volume de manière à préserver longitudinalement de chaque côté entre lesdites première et seconde parties une continuité de structure nécessaire à la rigidité dudit ensemble monobloc. Dans une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, ladite coupelle est formée en creux dans la portion de tube correspondante, avec conservation d'un écartement interne entre la partie de paroi de tube constituant son fond et l'autre partie de paroi de tube en regard de celle-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante et les dessins joints, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique en perspective illustrant l'art antérieur par représentation de la moitié gauche d'un essieu souple de roues arrière classique ; la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un bras de support de roue pivotant et d'une coupelle d'appui de ressort pour un essieu de roues arrière, formés en une seule pièce dans un premier exemple de réalisation selon l'invention ; la Fig. 3 est une vue schématique en coupe selon la ligne III-III de la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'un bras de support de roue pivotant et d'une coupelle d'appui de ressort pour un essieu de roues arrière, formés en une seule pièce dans un second exemple de réalisation de la présente invention ; la Fig. 5 est une vue schématique en coupe selon la ligne V-V de la Fig. 4 ; la Fig. 6 est une vue schématique en perspective illustrant à titre d'exemple un premier stade de déformation d'une portion de tube en vue d'obtenir au final la pièce de la Fig. 2 ou de la Fig. 4 ; et la Fig. 7 est une vue schématique en perspective de la moitié gauche d'un essieu formé avec la pièce de la Fig. 2. Considérant d'abord la Fig. 2, elle représente une pièce P réalisée par la technique dite d'hydroformage ou une technique similaire, par déformations successives d'une portion de tube métallique. Au terme d'une première étape de déformation, on obtient par exemple la pièce intermédiaire Pi représentée à la Fig. 6, qui présente un coude 1 sensiblement en sa partie centrale, et un agrandissement progressif de sa section à la manière d'un croissant, à partir de ses deux parties d'extrémité où la section du tube de départ a été conservée. Dans la suite du processus de formage, sont réalisées essentiellement une coupelle ou cuvette 2 au niveau du coude 1, destinée à l'appui d'un ressort de suspension R, Fig. 3, et de part et d'autre de celleci, des première et seconde parties 3 et 4 constitutives d'un bras pivotant de support de roue, la première partie 3 aboutissant à l'extrémité d'articulation 5 de celui-ci, et la seconde partie 4 aboutissant à son extrémité de support de roue 6. Le bossage 7 visible sur le côté de la première partie 3 a son homologue sur le côté opposé, aligné transversalement avec lui. Tous deux sont prévus pour former après étêtage des trous d'engagement d'une barre anti-dévers. D'autre part, les extrémités des première et seconde parties 3 et 4 sont formées et découpées en vue de l'accostage sur celles-ci des éléments rapportés ultérieurement par soudure, soit respectivement un manchon ou bague d'articulation M et une plaque de support de fusée S, respectivement, comme montré à la Fig. 7. Comme le montre plus clairement la Fig. 3, dans cet exemple de réalisation, la coupelle 2 est formée par complet aplatissement au niveau de son fond 20 de la portion tubulaire correspondante de la pièce intermédiaire Pi, avec conservation de chaque côté d'un bord en volume, le bord extérieur 8 côté roue étant sensiblement plus haut et plus large que le bord intérieur 9, et définissant d'autre part un évasement de la coupelle à partir d'une hauteur correspondant sensiblement à celle du bord intérieur 9. Les bords en volume 8 et 9 sont prévus notamment pour préserver longitudinalement de chaque côté entre les première et seconde parties 3 et 4 une continuité de structure de la pièce P nécessaire à sa rigidité. De part et d'autre de la coupelle 2, la première partie de bras 3 a une section ayant sensiblement la forme, d'abord d'un trapèze, puis d'un rectangle allongé transversalement et qui se rétrécit vers l'extrémité d'articulation 5 ; tandis que la seconde partie de bras 4 a sa section évoluant rapidement vers la forme approximative d'un rectangle allongé verticalement. Dans la pièce Pl des Figs. 4 et 5, toutes les parties sont identiques aux parties correspondantes de la pièce P qui vient d'être décrite et ont pour cette raison été désignées par les mêmes références, à l'exception de sa coupelle 2'pour l'appui d'un ressort de suspension R, Fig. 5. De plus, la pièce Pl peut être obtenue à partir de la même pièce intermédiaire Pi de la Fig. 6. Dans la pièce PI, la coupelle 2'est formée par aplatissement partiel de la portion de tube correspondant à son fond 20', c'est-à-dire avec conservation d'un écartement interne d entre le fond 20'et la portion de paroi en regard 22', lequel écartement d est par ailleurs un paramètre qui peut varier en fonction de la destination finale de la pièce PI. La coupelle 2'n'est ici bordée latéralement que vers l'extérieur, côté roue, le fond 20'présentant centralement un dôme 21'pour le calage du ressort R. La Fig. 7 illustre en comparaison de la Fig. 1 le gain en simplicité pour réaliser l'assemblage d'un essieu avec une pièce P ou Pl : le manchon d'articulation M et la plaque S sont rapportés en ses extrémités conformées à cet effet ; et de même, les parties de la pièce P ou Pl sur lesquelles sont rapportés le profilé transversal A et le gousset G présentent des profils adéquats pour faciliter leur accostage sur des zones de jonction dont l'étendue et la forme sont favorables à la solidité des soudures. A noter de plus que celles-ci sont à réaliser dans des zones de l'assemblage où les contraintes thermiques induites auront moins d'effets néfastes que dans le cas d'un essieu connu tel que celui de la Fig. 1. REVENDICATIONS 1) Essieu souple pour roues arrière non motrices d'un véhicule automobile, comportant des bras latéraux pivotants pour supporter les roues, une liaison latérale (A) entre les deux bras latéraux et une coupelle associée à chaque bras pour recevoir l'extrémité basse d'un ressort de suspension (R), caractérisé en ce que chacun desdits bras pivotants et ladite coupelle qui lui est associée sont réalisés sous la forme d'un ensemble monobloc (P, PI) par formage d'une pièce de départ tubulaire. 2) Essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble monobloc (P, PI) est réalisé par hydroformage. 3) Essieu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ensemble monobloc (P, PI) comporte une partie centrale coudée où est formée ladite coupelle (2 ou 2') et, de part et d'autre de ladite partie centrale, une première partie (3) de section sensiblement en forme de rectangle allongé horizontalement menant à l'extrémité d'articulation (5) dudit bras, et une seconde partie (4) de section sensiblement en forme de rectangle allongé verticalement menant à l'extrémité de support de roue (6) dudit bras. 4) Essieu selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite coupelle (2) est formée par aplatissement complet de la portion de tube correspondante au niveau de son fond (20), avec conservation de deux rebords latéraux en volume (8, 9) de manière à préserver longitudinalement de chaque côté entre lesdites première et seconde parties une continuité de structure nécessaire à la rigidité dudit ensemble monobloc (P). 5) Essieu selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite coupelle (2') est formée en creux dans la portion de tube correspondante, avec conservation d'un écartement interne (d) entre la partie de paroi de tube constituant son fond (20') et l'autre partie de paroi de tube (22') en regard de celle-ci. 6) Essieu selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond (20') de la coupelle (2') présente un dôme central (21') pour le calage d'un ressort de suspension (R). 7) Essieu selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble monobloc (P, PI) a ses extrémités (5,6) configurées en vue de l'accostage sur celles-ci d'éléments (M, S) rapportés ultérieurement par soudure.