Brevet FR2861335A1 — publié le 20050429

L'invention concerne un train de véhicule automobile comprenant un support mobile auquel est fixée une fusée de roue, ce train autorisant un mouvement de rotation de la fusée de roue par rapport au support mobile autour d'un axe de rotation distinct de l'axe de la roue. Dans un train de véhicule automobile, la roue est principalement libre de se déplacer verticalement avec le support mobile pour amortir les irrégularités du sol. La possibilité de rotation de la fusée de roue par rapport au support mobile, autour d'un axe distinct de celui de la roue, est un degré de liberté supplémentaire qui est prévu pour améliorer le comportement routier et le confort du véhicule. L'invention concerne plus particulièrement l'adjonction d'un tel degré de liberté supplémentaire à un train du type multibras, mais elle peut également s'appliquer à d'autres types de trains. Dans un train de véhicule connu du document de brevet FR2827222, la roue possède un degré de liberté supplémentaire qui est une possibilité pour la fusée de roue de se déplacer lorsque des efforts sont appliqués à la roue, cette fusée revenant à une position de référence lorsqu'aucun effort n'est appliqué à la roue. Ce degré de liberté supplémentaire est une possibilité de mouvement amortisseur, cet ensemble autorisant un débattement vertical du support mobile pour absorber les irrégularités du sol. La fusée de roue est fixée au support mobile par l'intermédiaire d'une glissière courbe, au lieu d'être fixée à celui-ci par une liaison de la fusée de roue autour d'un axe qui est de l'axe de la roue, de part et d'autre d'une d'équilibre. point de vue connu ce train pendulaire distinct position Du comprend fusée de véhicule sa de conception, un support mobile sur lequel est montée la roue. Ce support mobile est fixé au châssis du par un ensemble de biellettes coopérant avec un rigide, comme dans le cas des trains classiques. Cette glissière courbe décrit plus particulièrement un arc de cercle inscrit dans un plan transversal du véhicule, et dont le centre, qui est situé sous le sol, correspond à l'axe autour duquel la fusée de roue peut tourner. La complexité de mise en oeuvre d'une glissière courbe conduit à un surcoût de fabrication et d'entretien très importants. D'autre part, l'encombrement de cette liaison glissière complique significativement l'implantation d'une transmission du mouvement du moteur vers les roues, ce qui contribue encore à augmenter le coût de mise en oeuvre de cette solution. Le but de l'invention est de proposer une conception de train présentant ce degré de liberté supplémentaire, tout en étant d'une conception simple permettant sa production à faible coût. A cet effet, l'invention a pour objet un train de véhicule automobile comprenant un support mobile auquel est fixée une fusée de roue, ce train autorisant un mouvement de rotation de la fusée de roue par rapport au support mobile autour d'un axe de rotation distinct de l'axe de la roue, caractérisé en ce que la fusée de roue est fixée à ce support mobile par une liaison flexible formée par au moins deux plaques flexibles sensiblement planes ayant chacune un premier bord lié à la fusée et un second bord lié au support mobile, ces deux plaques flexibles étant contenues dans deux plans distincts dont l'intersection coïncide avec l'axe de rotation. Cette liaison élastique occupe un encombrement très faible dans le train, et elle autorise le degré de liberté supplémentaire tout en pouvant être fabriquée pour un faible coût. Les plaques flexibles peuvent être formées par des plaques en acier de sorte que la liaison est fabriquée à partir de matériaux classiques et selon des procédés de fabrication également classiques. De plus, cette liaison incluant deux plaques flexibles permet de reporter la position de l'axe de rotation à une distance importante des plaques flexibles, ce qui permet par exemple de positionner celui-ci sous le sol. Avantageusement, l'axe de rotation de la liaison flexible est situé sous le sol en étant orienté selon une direction approximativement longitudinale du véhicule. Dans ce cas, les efforts appliqués par le sol au véhicule tendent à faire incliner le plan dans lequel est contenue la roue vers l'intérieur du virage. Il est ainsi possible d'annuler la prise de carrossage qui correspond à une tendance naturelle des trains à faire en sorte que le plan de la roue s'incline vers l'extérieur du virage. Avec un dimensionnement approprié de la liaison, il est ainsi possible de compenser complètement la prise de carrossage pour maintenir la roue dans une position verticale y compris dans les virages, ce qui contribue à améliorer significativement la tenue de route du véhicule. Selon un mode de réalisation préféré, le support mobile est un cadre sensiblement rectangulaire, au centre duquel est positionnée la fusée de roue, cette fusée de roue étant reliée au cadre par au moins deux plaques flexibles, chaque plaque flexible ayant un premier bord rigidement fixé à un montant de ce cadre et un second bord rigidement fixé à la fusée de roue. Ce support mobile peut par exemple être monté sur un train avant en étant apte à pivoter autour d'un axe approximativement vertical pour faire tourner la roue avant afin de diriger le véhicule. De façon générale, compte tenu de la compacité de cette liaison élastique, le train selon l'invention peut être tant un train avant qu'un train arrière. Cette liaison peut équiper un train multibras ou un train incluant un bras oscillant, tel qu'un train arrière semi-rigide. Avantageusement, la liaison comprend plusieurs plaques flexibles associées par paires, deux plaques flexibles d'une même paire étant coplanaires, et étant situées de part et d'autre de la fusée. La liaison est ainsi symétrique de sorte que la direction de son axe de rotation reste constante lorsque cette liaison est sollicitée mécaniquement. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue d'ensemble du train selon l'invention; La figure 2 est une vue en coupe du train selon 10 l'invention; La figure 3 est une représentation de la liaison élastique du train selon l'invention; La figure 4 illustre le déplacement de la roue du train selon l'invention par rapport au support mobile de 15 la fusée de roue. Figure 1, un train avant 1 de véhicule automobile maintient une roue 2 dans un plan sensiblement vertical tout en permettant à celle-ci de pivoter autour d'un axe approximativement vertical 3 pour diriger le véhicule. Un axe de roue non représenté supporte la roue en étant monté dans une fusée de roue 4 qui comprend des roulements à billes. Cette fusée de roue est fixée à un support mobile 5 qui peut se déplacer par rapport au véhicule verticalement pour amortir les irrégularités du sol et qui peut pivoter autour de l'axe 3 pour diriger le véhicule. Ce support mobile 5 a ici une forme rectangulaire disposée dans un plan parallèle à celui de la roue 2, et il est lié au véhicule principalement par l'intermédiaire d'un bras supérieur 6 et d'un bras inférieur 7. Ces deux bras, généralement en forme de triangle, ont chacun une première extrémité articulée sur le châssis du véhicule, et une seconde extrémité liée au support mobile 5 par une liaison rotule. Un amortisseur 8 ayant une extrémité supérieure liée au véhicule et une extrémité inférieure liée au bras inférieur 7 coopère avec ce système pour amortir les irrégularités de la route. Les deux bras 6, 7 et le support mobile 5 constituent un parallélogramme déformable qui peut se déformer en restant inscrit dans un plan transversal par rapport au véhicule qui correspond au plan de coupe de la figure 2. De plus, le support mobile 5 peut aussi pivoter pour diriger le véhicule en tournant autour de l'axe 3 qui est défini par les liaisons rotules reliant ce support mobile à chaque biellette. En plus des différentes possibilités de mouvement de la fusée de roue 4 et de la roue 2 par rapport au véhicule indiquées ci-dessus, ce train autorise un degré de liberté supplémentaire qui est un mouvement de rotation de la fusée de roue 4 autour d'un axe de rotation AX qui est distinct de l'axe de rotation de la roue. Ce degré de liberté supplémentaire est prévu pour mieux gérer le mouvement de la roue sous certaines contraintes, par exemple en vue d'améliorer le comportement routier du véhicule. Selon l'invention, ce degré de liberté supplémentaire est obtenu avec une liaison élastique liant la fusée au support mobile 5. Cette liaison est réalisée par des plaques flexibles telles que les plaques en acier repérées par 9, 9' et 10, 10' sur les figures qui relient la fusée de roue 4 au support mobile 5. Ce mode de réalisation est représenté de façon plus détaillée dans la figure 3 faisant apparaître seulement le support mobile 5 et la fusée de roue 4 avec les plaques flexibles en acier. Comme visible dans cette figure 3, les plaques flexibles sont inscrites dans deux plans distincts inclinés l'un par rapport à l'autre, dont l'intersection est l'axe de rotation AX. En fait, des essais et simulations montrent que le comportement de la liaison flexible comportant des plaques flexibles agencées dans deux plans distincts correspond à celui d'une liaison pivot dont l'axe est défini par l'intersection de ces deux plans, lorsque cette liaison est soumise à des sollicitations mécaniques. La liaison flexible peut ainsi être réalisée à partir d'éléments de tôle classiques pour former les plaques flexibles, ce qui lui confère un coût de fabrication très bas. Le dimensionnement de l'épaisseur de chaque plaque flexible ainsi que le nombre de plaques flexibles permettent d'ajuster la rigidité de cette liaison. Avantageusement, le degré de liberté supplémentaire est une possibilité de rotation de la fusée de roue autour d'un axe de rotation sensiblement longitudinal par rapport au véhicule, cet axe de rotation étant situé sensiblement sous le sol. Le choix d'un tel axe de rotation permet de réduire la prise de carrossage qui correspond à l'inclinaison prise par les roues du véhicule lorsque celui-ci prend un virage. La prise de carrossage est due à l'enfoncement des suspensions situées du côté extérieur du virage, ce qui incline l'ensemble du véhicule selon un mouvement de roulis et conduit à la déformation des différentes pièces et articulations sous l'effet de l'effort transversal en base de roue. Dans cette situation, le plan dans lequel est contenue chaque roue s'incline vers l'extérieur du virage en pivotant autour d'un axe longitudinal situé au sol, ce qui a pour effet de dégrader l'adhérence de la roue sur le sol, et par suite la tenue de route du véhicule. On entend ici par axe longitudinal par rapport au véhicule, un axe qui est parallèle au plan dans lequel est inscrite la roue correspondante. Dans le cas d'un train arrière, il s'agit alors d'un axe qui reste orienté longitudinalement par rapport au véhicule. Mais dans l'exemple des figures, cet axe est parallèle au plan défini par le support mobile de forme rectangulaire, de sorte que lorsque le véhicule prend un virage, cet axe forme un angle par rapport à la direction longitudinale du véhicule, du fait de l'orientation de la roue avant correspondante. Dans un virage, les efforts appliqués par le sol à une roue sont orientés selon une direction centripète par rapport au virage. L'axe de rotation étant situé sous le sol, ces efforts tendent à faire pivoter le plan dans lequel est contenue la roue vers l'intérieur du virage pour contrecarrer la prise de carrossage, afin de maintenir la roue dans un plan vertical malgré l'inclinaison générale du véhicule. La figure 4 est une représentation schématique du mouvement de la roue 2 par rapport au support mobile 5 lorsqu'un effort F est appliqué par le sol à la roue selon une direction transversale. Dans cette situation, les plaque flexibles 9, 9', 10, 10' fléchissent, de sorte que la fusée de roue 4 se décale transversalement, mais en tournant autour de l'axe AX. La liaison flexible peut être dimensionnée pour être plus ou moins rigide de manière à contrecarrer plus ou moins la prise de carrossage. En étant dimensionnée de manière à être très souple, le mouvement de la roue peut s'inverser pour provoquer une prise de contre-carrossage dans les virages, c'est-à-dire une inclinaison du plan de la roue vers l'intérieur du virage. Chaque plaque flexible de la liaison a ici une forme sensiblement rectangulaire et a sa direction longitudinale orientée horizontalement en ayant un premier bord rigidement fixé à la fusée de roue 4, et un second bord rigidement fixé au support mobile 5 pour maintenir la fusée de roue sensiblement au centre du cadre que forme le support mobile. Dans l'exemple des figures, la liaison élastique est formée par quatre plaques flexibles qui sont associées par paires, respectivement la plaque flexible 9 est associée à la plaque flexible 9', et la plaque flexible 10 à la plaque flexible 10'. Deux plaques flexibles d'une même paire sont coplanaires et sont situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre tout en étant séparées par la fusée de roue. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la liaison équipe un train avant de véhicule, mais cette liaison flexible peut tout aussi bien équiper un train arrière, auquel cas le support du train est formé par le bras oscillant. D'une façon générale, la liaison flexible peut être adaptée tant à un train multibras qu'à un train incluant un bras oscillant tel qu'un train semi-rigide. Dans l'exemple des figures, la liaison comprend quatre plaques flexibles, mais le nombre de plaques flexibles doit seulement être supérieur à deux, dès l'instant que les différentes plaque flexibles formant la liaison sont comprises dans des plans qui s'intersectent selon un axe unique. Le nombre de plaques flexibles ainsi que leur dimensionnement est choisi en fonction de la morphologie de la liaison. Dans l'exemple des figures, le fait de recourir à quatre plaques flexibles disposées de part et d'autre de la fusée de roue permet de former un montage symétrique qui assure que la direction de l'axe de rotation AX reste parallèle au plan du cadre que forme le support mobile de fusée 5 lorsque la liaison se déforme. En ce qui concerne le dimensionnement des plaques flexibles, à partir de la disposition choisie dans l'exemple des figures, l'augmentation de leur longueur contribue à augmenter la souplesse de la liaison en vue de favoriser une prise de contre-carrossage. L'augmentation de la largeur ou de l'épaisseur de ces plaques flexibles permet de former une liaison plus rigide. Dans la liaison flexible illustrée sur les figures, le second bord de chaque plaque flexible doit être fixé à chaque montant du support mobile par une liaison de type encastrement, ne laissant subsister localement aucun degré de liberté entre le bord de la plaque flexible et le support mobile. Cette fixation peut être réalisée comme dans l'exemple des figures par encastrement de chaque second bord de plaque flexible dans un évidement complémentaire réalisé dans le support mobile. Avantageusement, cet encastrement est de plus soudé de manière à assurer la meilleure qualité de liaison possible. Plus particulièrement, dans l'exemple des figures, le second bord de chaque plaque flexible traverse un montant vertical du support mobile en débouchant vers l'extérieur de ce montant, comme visible sur les figures. Avantageusement, le soudage du second bord d'une plaque flexible est réalisé par un cordon de soudure qui est formé à cheval sur le bord de la plaque flexible et sur le montant du support mobile, du côté du montant externe de celui-ci. Chaque paire de plaques flexibles 9 et 9' ainsi que 10 et 10' de l'exemple des figures peut être formée par une unique plaque flexible traversant toute la fusée de roue pour être fixée à celle-ci, par exemple au moyen de boulons, ou encore par soudage. 2861335 10 REVENDICATIONS 1. Train (1) de véhicule automobile comprenant un support mobile (5) auquel est fixée une fusée de roue (4), ce train (1) autorisant un mouvement de rotation de la fusée de roue (4) par rapport au support mobile (5) autour d'un axe de rotation (AX) distinct de l'axe de la roue, caractérisé en ce que la fusée de roue (4) est fixée à ce support mobile (5) par une liaison flexible formée par au moins deux plaques flexibles (9, 9', 10, 10') sensiblement planes ayant chacune un premier bord rigidement fixé à la fusée de roue (4) et un second bord rigidement fixé au support mobile (5), ces deux plaques flexibles (9, 9', 10, 10') étant contenues dans deux plans distincts dont l'intersection coïncide avec l'axe de rotation (AX). 2. Train selon la revendication 1, dans lequel l'axe de rotation (AX) de la liaison flexible est situé sous le sol en étant orienté selon une direction approximativement longitudinale du véhicule. 3. Train selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le support mobile (5) est un cadre sensiblement rectangulaire, au centre duquel est positionnée la fusée de roue (4), cette fusée de roue (4) étant reliée au cadre par au moins deux plaques flexibles (9, 9', 10, 10'), chaque plaque flexible ayant un premier bord rigidement fixé à un montant de ce cadre et un second bord rigidement fixé à la fusée de roue (4). 4. Train selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant plusieurs plaques flexibles (9, 9', 10, 10') associées par paires, deux plaques flexibles d'une même paire étant coplanaires, et étant situées de part et d'autre de la fusée. 5. Train selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le support mobile (5) est un bras oscillant de train arrière. 6. Train selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel au moins l'une des plaques flexibles (9, 9', 10, 10') est rigidement fixée au support mobile par soudage.