Brevet FR2864471A1 — publié le 20050701

Essieu souple à bras longitudinaux cintrés, bras longitudinal et véhicule correspondants. Le domaine de l'invention est celui des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne les essieux souples pour les véhicules automobiles. On rappelle qu'on désigne généralement par essieu souple un essieu conçu de façon à former un élément torsible entre deux roues. Classiquement, un essieu souple comprend deux bras longitudinaux portant chacun un support de montage de roue et reliés par un élément de liaison transversale appelé traverse ou profil. Les bras longitudinaux sont généralement associés à différents organes fonctionnels tels que notamment: des moyens supportant une extrémité de ressort de suspension, ces moyens supports étant désignés par le terme de coupelle de ressort (une telle coupelle présente le plus souvent une surface dans laquelle est formé un téton de centrage formant moyens de positionnement et/ou de maintien en position du ressort de suspension) ; des moyens coopérant avec des amortisseurs; des douilles d'accouplement de l'essieu au châssis du véhicule, permettant le montage à pivotement des bras longitudinaux par rapport au châssis. Au cours de la conception d'un essieu, deux grandeurs sont, entre autres, considérées pour apprécier la qualité de l'essieu: la flexion et la torsion. Le concept, désormais répandu, des essieux souples consiste à concilier une forte raideur en flexion et une relative souplesse en torsion. En général, c'est par la géométrie de la section de la traverse, via ses inerties de flexion et de torsion, qu'est obtenu le compromis souhaité entre raideur en flexion et souplesse (relative) de torsion. Une autre considération importante lors de la conception de tels essieux 2864471 2 concerne l'encombrement et la répartition spatiale de l'ensemble formé par l'essieu et par les différents organes (tels que ceux mentionnés précédemment) portés par l'essieu. En effet, les cahiers des charges confiés par les constructeurs de véhicules automobiles aux concepteurs d'essieux peuvent varier notablement. Ainsi, un grand nombre de paramètres liés au véhicule luimême peuvent influer sur la conception des essieux, tels que notamment: la largeur du véhicule; la longueur du véhicule; la répartition, sous la caisse du véhicule, des organes autres que ceux portés par l'essieu; Selon les paramètres définis par le constructeur, on comprend aisément que le concepteur d'essieux dispose d'une marge de manoeuvre dimensionnelle plus ou moins importante en fonction du gabarit du véhicule. En l'absence de contraintes spécifiques de la part du constructeur, une approche classique consiste à prévoir des bras longitudinaux qui s'étendent de façon essentiellement orthogonale par rapport à la traverse, les différents organes solidarisés à l'essieu étant positionnés du côté intérieur de l'essieu, les uns après les autres entre la traverse et le support de roues, ce dernier étant quant à lui monté sur le bras du côté extérieur de l'essieu. De tels bras longitudinaux présentent alors une longueur relativement importante, pouvant être incompatible avec les dimensions réduites de certains véhicules et/ou avec l'organisation des divers organes présents sous la caisse de ces véhicules. Selon une technique classique, ces bras longitudinaux comprennent un longeron sur lequel sont fixés les différents organes mentionnés précédemment. Une autre technique consiste par exemple à fournir une pièce monobloc réalisée par moulage (par exemple de fonte) et constituant un ensemble regroupant les bras, la coupelle, le support de roues... 2864471 3 Une telle solution apparaît toutefois clairement coûteuse, puisqu'elle implique la conception et la fabrication d'un moule (ou d'une série de moules) relativement complexe(s). De plus, la technique du moulage ne permet pas d'adapter de façon simple la pièce monobloc mentionnée précédemment en cas de modifications du cahier des charges du constructeur de véhicules. Selon une autre solution alternative de l'invention, les bras longitudinaux pourraient par exemple être du type bi-coquille , chaque demie-coquille étant réalisée en tôle emboutie. Ce type de solution entraîne des inconvénients de même nature que ceux rencontrés avec le moulage pour ce type d'application. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un essieu souple de conception nouvelle, et de permettre de nouveaux types d'organisation des organes classiquement associés à un essieu (ressort de suspension, amortisseurs, supports de roues, ...). En ce sens, l'invention a en particulier pour objectif de fournir un tel essieu souple qui permette d'en augmenter la compacité. En particulier, un objectif de l'invention est d'obtenir un ensemble formé par chaque bras longitudinal et ses organes associés qui soit plus compact que les ensembles du même type de l'art antérieur. L'invention a également pour objectif de fournir un tel essieu qui conserve les caractéristiques classiques des essieux souples, en particulier en ce qui concerne la flexion et la torsion. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel essieu qui soit simple de conception et facile à fabriquer, à monter et à mettre en oeuvre. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un essieu souple de véhicule automobile, comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, chacun comprenant un 2864471 4 longeron dont une portion, dite portion avant, s'étend à partir de la liaison dudit longeron avec ladite traverse et porte à l'une de ses extrémités ou au voisinage de celle-ci un support de roue, ladite portion avant dudit longeron présentant une portion cintrée s'étendant sur un angle d'environ 90 et portant un amortisseur sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort sur l'autre de ses côtés de façon à former un ensemble compact avec ledit support de roue. Cette portion cintrée permet ainsi de monter sur chacun des bras longitudinaux les organes qui y sont classiquement associés, ceci toutefois en les disposant de façon rapprochée les uns des autres par rapport à l'art antérieur. Un essieu comprenant un tel bras est donc adapté notamment à des véhicules dont les dimensions et/ou l'encombrement de dessous de caisse ne permettent pas la répartition en ligne traditionnelle des organes sur le côté intérieur de chaque bras longitudinal. Bien entendu, des solutions alternatives à l'invention peuvent être envisagées. Selon une solution préférée, ledit longeron est réalisé à partir d'un élément tubulaire. De tels bras longitudinaux tubulaires permettent de satisfaire les caractéristiques mécaniques exigées par les constructeurs de véhicules, ceci tout en permettant la mise en oeuvre des techniques de façonnage, et plus précisément de cintrage, présentant de nombreux avantages (productivité, simplicité, souplesse s'agissant de modifier les cotes, prix de revient bas...). De plus, cette technique supporte aisément des modifications dimensionnelles ou des variantes légères de l'encombrement de la caisse. Selon une solution avantageuse, ladite portion cintrée présente un rayon de courbure d'environ 120 mm. Préférentiellement, ledit amortisseur est monté sur le côté extérieur dudit longeron, ladite coupelle de ressort étant montée sur le côté intérieur dudit longeron. 2864471 5 Ainsi, la portion cintrée du bras délimite, d'une part, un espace dans lequel vient s'inscrire l'amortisseur et, d'autre part, forme un support pour le montage de la coupelle de ressort. Selon un mode de réalisation préféré, ladite coupelle s'étend à partir de ladite portion cintrée, côté intérieur dudit longeron, selon un axe longitudinal formant avec ladite traverse un angle inférieur à 90 . Ceci contribue à la compacité de l'essieu, en particulier en ce qui concerne la longueur des bras longitudinaux. En effet, on évite de cette façon d'étendre la coupelle avec l'encombrement maximum qu'elle occasionnerait en s'étendant orthogonalement à la traverse à partir de la portion cintrée. Selon une autre caractéristique, ladite coupelle de ressort et ledit support de roue sont chacun soudés audit longeron, d'une part, et soudés entre eux, d'autre part. L'assemblage ainsi obtenu présente une bonne tenue dans le temps et confère une grande rigidité à la portion cintrée du bras. Avantageusement, l'extrémité de ladite portion cintrée s'inscrit dans le plan dudit support de roue. La plaque du support de roue peut de cette façon être aisément solidarisée au bras longitudinal, en particulier à l'aide d'un cordon de soudure. L'invention concerne également un bras longitudinal destiné à équiper un essieu souple de véhicule automobile, ledit essieu souple de véhicule automobile, comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, chacun comprenant un longeron dont une portion, dite portion avant, s'étend à partir de la liaison dudit longeron avec ladite traverse et porte à l'une de ses extrémités ou au voisinage de celle-ci un support de roue, ladite portion avant dudit longeron présentant une portion cintrée s'étendant sur un angle d'environ 90 et portant un amortisseur sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort sur l'autre de ses côtés. L'invention concerne aussi un véhicule équipé d'au moins un essieu souple comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, chacun comprenant un longeron dont une portion, dite portion avant, s'étend à partir de 2864471 6 la liaison dudit longeron avec ladite traverse et porte à l'une de ses extrémités ou au voisinage de celle-ci un support de roue, ladite portion avant dudit longeron présentant une portion cintrée s'étendant sur un angle d'environ 90 et portant un amortisseur sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort sur l'autre de ses côtés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un essieu souple selon l'invention; la figure 2 est une vue d'un des bras longitudinaux d'un essieu selon l'invention, vu du côté intérieur de l'essieu; la figure 3 est une vue d'un des bras longitudinaux d'un essieu selon l'invention, vu du côté extérieur de l'essieu; la figure 4 est une vue d'un des bras longitudinaux d'un essieu selon l'invention, vu de dessous et du côté intérieur de l'essieu. Tel que déjà mentionné, le principe de l'invention repose sur le cintrage du longeron d'un bras d'essieu de façon telle que l'on puisse monter sur celui-ci un amortisseur et un ressort de suspension avec un encombrement spatial limité. En référence aux figures 1 à 3, un tel essieu souple comprend une traverse 1 reliant deux bras longitudinaux présentant chacun: un longeron 2; une plaque support de roue 21; une douille 22, par l'intermédiaire de laquelle l'essieu est accouplé au châssis du véhicule; des moyens de coopération 23 avec un amortisseur. Selon le présent mode de réalisation de l'invention, le longeron 2 est réalisé à partir d'un tube d'acier pour emboutissage HE360D ou HE450M, ce 2864471 7 tube étant cintré entre sa liaison avec la traverse 1 et le support de roue 21, le cintrage étant prévu de façon que le longeron 2 puisse porter un amortisseur 3 (représenté en traits pointillés) sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort 24 sur l'autre de ses côtés le tout avec un encombrement réduit. Tel qu'illustré par la figure 2, la portion cintrée du longeron 2 présente un rayon de courbure r de 120 mm et s'étend sur un angle de 90 à partir de la portion rectiligne du longeron sur laquelle est fixée la traverse 1. Tel que cela apparaît sur la figure 3, une pièce cylindrique filetée intérieurement 23 est fixée sur la portion rectiligne du longeron 2 qui s'étend à partir de la liaison avec la traverse, en direction du support de roues. Cette pièce 23 constitue des moyens de fixation destinés à coopérer avec un amortisseur pour solidariser ce dernier au bras longitudinal correspondant. Selon le mode de réalisation préférentiel illustré par les figures 1 à 3, cette pièce 23 est fixée au longeron du côté extérieur de celui-ci, tandis que la coupelle de ressort 24 est montée sur le côté intérieur du longeron. On précise que l'on désigne par côtés intérieurs des longerons (ou de l'essieu), les côtés orientés vers l'axe médian (parallèle à l'axe longitudinal du véhicule) de l'essieu. Par opposition, les extérieurs des longerons (ou de l'essieu) sont ceux orientés vers l'extérieur du véhicule. De plus, la coupelle de ressort 24 est montée sur la portion cintrée du longeron, en s'étendant à partir de celle-ci vers l'intérieur de l'essieu. Ceci se traduit par le fait que l'axe longitudinal de la coupelle de ressort 24 forme avec l'axe longitudinal de la traverse un angle a inférieur à 90 . En outre, la plaque support de roues 21 est couplée d'une part au longeron 2 par une sorte d'equerre 211, et d'autre part à la coupelle de ressort 24 par l'intermédiaire d'un rebord 241 de la coupelle qui se prolonge jusqu'au support de roue. La coupelle de ressort est également solidarisée au longeron par l'intermédiaire de son autre rebord 242. On note que, selon le présent mode de réalisation de l'invention, le cintrage du tube est tel que la section extrême du longeron 2 forme une surface 2864471 8 d'appui pour la plaque support de roues 21. En référence à la figure 4, le longeron porte de plus une pièce d'appui 25 pour une butée de choc (non représentée) s'étendant entre cette pièce et la caisse et qui a pour fonction d'encaisser certains chocs subis par la caisse du véhicule. De plus, les goussets 12 sont fixés sur chaque longeron 2. Ces goussets sont destinés à recevoir une barre anti-devers 11 qui s'étend au sein de la traverse 1, cette dernière présentant en l'occurrence une section en V ouverte vers le bas. Selon un mode de réalisation préférentiel, les liaisons entre les différents organes de l'essieu sont assurés par des cordons de soudure. 9 REVENDICATIONS 1. Essieu souple de véhicule automobile, comprenant une traverse (1) reliant deux bras longitudinaux, chacun comprenant un longeron (2) dont une portion, dite portion avant, s'étend à partir de la liaison dudit longeron (2) avec ladite traverse (1) et porte à l'une de ses extrémités ou au voisinage de celle-ci un support de roue (21), caractérisé en ce que ladite portion avant dudit longeron (2) présente une portion cintrée s'étendant sur un angle d'environ 90 et portant un amortisseur (3) sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort (24) sur l'autre de ses côtés de façon à former un ensemble compact avec ledit support de roue (21). 2. Essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit longeron (2) est réalisé à partir d'un élément tubulaire. 3. Essieu selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite portion cintrée présente un rayon de courbure d'environ 120 mm. 4. Essieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit amortisseur (3) est monté sur le côté extérieur dudit longeron (2), ladite coupelle de ressort (24) étant montée sur le côté intérieur dudit longeron (2). 5. Essieu selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite coupelle (24) s'étend à partir de ladite portion cintrée, côté intérieur dudit longeron (2), selon un axe longitudinal formant avec ladite traverse un angle inférieur à 90 . 6. Essieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite coupelle de ressort (24) et ledit support de roue (21) sont chacun soudés audit longeron (2), d'une part, et soudés entre eux, d'autre part. 7. Essieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite portion cintrée s'inscrit dans le plan dudit support de roue (21). 8. Bras longitudinal destiné à équiper un essieu souple de véhicule automobile, ledit essieu comprenant une traverse (1) reliant deux bras 2864471 10 longitudinaux comprenant chacun un longeron (2) présentant à l'une de ses extrémités, ou au voisinage de celle-ci, un support de roue (21), caractérisé en ce que ledit longeron (2) présente une portion cintrée dont le rayon de courbure est prévu de façon que le bras puisse porter un amortisseur (3) sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort (24) sur l'autre de ses côtés, le tout avec un encombrement réduit, ladite portion cintrée étant destinée à s'étendre entre la liaison dudit bras avec ladite traverse (1) et ledit support de roue (21). 9. Véhicule équipé d'au moins un essieu souple comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, chacun comprenant un longeron (2) portant à l'une de ses extrémités ou au voisinage de celle-ci un support de roue, caractérisé en ce que ledit longeron (2) présente, entre sa liaison avec ladite traverse (1) et ledit support de roue (21), une portion cintrée dont le rayon de courbure est prévu de façon que le bras puisse porter un amortisseur (3) sur l'un de ses côtés et une coupelle de ressort (24) sur l'autre de ses côtés, le tout avec un encombrement réduit.