Brevet FR2877269A1 — publié le 20060505

AXE DE BRAS OSCILLANT COMPOSITE L'invention concerne un axe de bras oscillant composite pour un véhicule automobile et comportant un support transversal possédant une section transversale en forme de goulotte. Un axe de bras oscillant composite ou également un axe de barre de torsion comprend un support transversal, qui s'étend entre des supports longitudinaux de guidage de roue. Le profilé du support transversal est soumis, à l'état monté, à une contrainte de flexion et de torsion. En raison de la variation géométrique et du changement de la position de sections transversales du profilé par rapport à la direction de contrainte et à des liaisons supplémentaires formées de tubes transversaux ayant différentes épaisseurs de paroi et des diamètres extérieurs différents, il est possible de régler la rigidité en flexion et en torsion d'un axe de bras oscillant composite. DE 699 04 123 T2 divulgue, comme état de la technique un support transversal pour un système de suspension de roue arrière d'un véhicule automobile, dans lequel un support transversal, qui comprend une ouverture ininterrompue de forme allongée, est équipé d'un bloc formé d'un matériau élastomère. Le bloc est constitué par une plaque fixée au profilé. La plaque est verticale et est configurée avec une forme quadrangulaire. Elle remplit la partie centrale de ladite ouverture. Ceci est censé permettre une possibilité d'adaptation de la rigidité à la torsion en fonction des caractéristiques désirées de l'essieu arrière et de permettre une réduction des sections transversales et/ou de l'épaisseur des côtés du profilé. En fonction de la configuration en coupe transversale du support transversal, le montage du bloc formé d'un matériau élastomère peut être problématique, en particulier lorsque l'ouverture comporte deux bords opposés surbaissés, et en outre converge avec une forme en coin. Dans ce cas, le bloc devrait être inséré éventuellement à partir des extrémités dans le support transversal, ce qui est fréquemment à peine possible dans le cas d'une configuration divergente des extrémités. L'invention a pour but de proposer un axe de bras oscillant composite comportant un support transversal qui possède une section transversale en forme de goulotte et qui, pour une section transversale constante du support transversal, peut être adapté du point de vue rigidité en torsion et en flexion, à différents véhicules et à différentes contraintes appliquées au châssis, sans modification de la géométrie fondamentale du support transversal. Ce problème est résolu par un axe de bras oscillant composite pour véhicule automobile comportant un support transversal possédant une section transversale en forme de goulotte, dans lequel, dans la zone de la partie longitudinale en forme de goulotte du support transversal, il est prévu au moins un élément de rigidification, au moyen duquel les branches du support transversal s'étendant dans la direction longitudinale sont couplées élastiquement entre elles par l'incorporation d'un composant élastomère, caractérisé en ce que l'élément de rigidification entoure sur le côté extérieur les bords longitudinaux des branches. Dans la zone de la partie longitudinale en forme de goulotte du support transversal, il est prévu au moins un élément de rigidification, à l'aide duquel les branches, qui s'étendent dans la direction longitudinale du support transversal, sont couplées entre elles élastiquement moyennant l'incorporation d'un composant élastomère, l'élément de rigidification enserrant sur le côté extérieur les bords longitudinaux des branches. Le couplage élastique réagit de façon ciblée sur la rigidité en flexion et en torsion du support transversal, sans modification de la géométrie du support transversal lui- même. De cette manière, on réalise un axe de bras oscillant composite qui, pour une section transversale constante du support transversal, peut être utilisé dans différents véhicules et dans différentes charges du châssis. Ce qui est important, c'est que les éléments de rigidification requièrent un faible espace de montage et simultanément sont aussi légers que possible, afin de ne pas agir de façon nuisible sur le poids total du véhicule. Fondamentalement on part du fait que grâce à la suppression d'un tube transversal disposé parallèlement au support transversal et grâce à une utilisation simultanément meilleure du potentiel du matériau dans la zone médiane du support transversal, on peut obtenir une réduction de poids. La modification de la rigidité en flexion et en torsion par le couplage élastique des branches du support transversal conduit à un décalage du centre de poussée en direction de l'axe médian longitudinal du support transversal. Ceci conduit à un accroissement de la rigidité en torsion sans augmentation de l'épaisseur de paroi et sans modification de la géométrie du support transversal. Selon l'invention, l'élément de rigidification peut enserrer les bords longitudinaux des branches en incorporant un élément intercalaire élastomère. Les parties des bords longitudinaux, qui sont distantes l'une de l'autre, du support transversal sont couplées entre elles au moins par endroit par l'intermédiaire de l'élément de rigidification, par exemple sous la forme de pattes de liaison. Le couplage s'effectue au moyen de l'incorporation d'un composant élastomère. Dans une première forme de réalisation, le composant élastomère peut être incorporé entre les extrémités d'une patte de liaison en forme de U et les parties des bords longitudinaux du support transversal. Il s'agit dans ce cas d'une couche intercalaire élastomère. Plusieurs éléments de rigidification de ce type sous la forme de pattes de liaison peuvent être disposés en étant répartis sur l'étendue longitudinale du support transversal. La patte de liaison forme localement la section transversale creuse ouverte à paroi mince du support transversal dans une section transversale creuse fermée à paroi mince. Etant donné que des sections transversales creuses fermées à paroi mince possèdent une rigidité en torsion plus élevée que des sections transversales creuses ouvertes à paroi mince, avec cette forme de réalisation de l'invention on influe d'une manière ciblée sur la rigidité en torsion de l'axe du bras oscillant composite. La couche intercalaire élastomère peut, dans le cadre de l'invention, être prévue uniquement sur une partie de bord longitudinal ou sur les deux parties des bords longitudinaux. Un autre exemple d'élément de rigidification comporte une première partie, qui est reliée de préférence directement, à la première branche du support transversal, ainsi qu'une seconde partie, qui est reliée, de préférence directement, à la seconde branche du support transversal. Les extrémités, qui se font face, des parties peuvent être couplées entre elles moyennant l'incorporation d'un composant élastomère. Etant donné que les extrémités, qui se font face, des parties se déplacent l'une par rapport à l'autre sur la base de la liaison rigide lors d'une torsion du support transversal, le composant élastomère peut bloquer ce déplacement relatif et par conséquent influer sur la rigidité en torsion. A cet effet, le composant élastomère peut être inséré en sandwich entre les extrémités qui se chevauchent, des parties. On peut également réaliser une configuration, dans laquelle les extrémités, qui se font face, des parties se chevauchent, auquel cas l'une des extrémités est enserrée entre le composant élastomère et l'autre extrémité. Le composant élastomère peut produire une précontrainte pour un organe de liaison qui repousse les extrémités l'une contre l'autre. L'organe de liaison peut être une pince enserrant les extrémités ou un boulon traversant les extrémités. Dans une autre variante, dans les extrémités des parties, qui sont tournées l'une vers l'autre et se chevauchent, on peut prévoir des passages traversants, qui sont traversés par un composant élastomère reliant élastiquement les parties. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre, selon une vue en plan, une 15 représentation schématique d'un axe de bras oscillant composite; - la figure 2 montre une représentation en perspective d'un support transversal de l'axe de bras oscillant composite; - la figure 3 montre, selon une représentation en perspective, une partie d'un support transversal comportant un élément de rigidification sous la forme d'une patte de liaison en forme de U; - la figure 4 représente une autre forme de 25 réalisation d'un élément de rigidification sur un support transversal; et - la figure 5 montre une autre forme de réalisation d'un élément de rigidification sur un support transversal. La figure 1 représente un axe 1 de bras oscillant composite comportant un support transversal 2. Ce support transversal 2 est représenté à plus grande échelle sur la figure 2. Dans cet exemple de réalisation, le support transversal 2 possède une section transversale en forme de V, les bords longitudinaux 3, 4 des branches 5, 6 du support transversal 2 étant coudés et réduisant la zone d'embouchure du support transversal 2 en forme de V. Pendant le déplacement du véhicule automobile, sous l'effet d'un comportement variable de suspension des roues, des couples de torsion M, qui conduisent à une torsion du support transversal, sont appliqués à ce dernier. Par exemple, on a représenté au niveau des points A et A' sur les bords longitudinaux 3 et 4, des vecteurs u, u', v, et v', qui indiquent dans quelle direction le point A ou le point A' se déplace lors d'une torsion. Etant donné qu'il s'agit d'un profilé creux ouvert à paroi mince, un blocage des déplacements relatifs des bords longitudinaux conduirait à un accroissement de la résistance à la torsion. La forme de réalisation de la figure 3 représente un élément de rigidification 9 sous la forme d'une patte de liaison, qui peut être fixé en plusieurs endroits au support transversal 2. L'élément de rigidification 9 ou la patte de liaison s'engage par dessus les bords longitudinaux 3, 4 du support transversal 2, sur le côté extérieur, de sorte que ces bords sont quasiment agrafés entre eux. Un composant élastomère 12 est inséré en tant que couche intercalaire entre les extrémités coudées 10, 11 de la patte de liaison et les parties enserrées des bords longitudinaux 3, 4. Des variantes de cette forme de réalisation sont représentées sur les figures 4 et 5. La figure 4 représente un dispositif, dans lequel un élément de rigidification 13 en forme de patte est constitué de deux parties. L'élément de rigidification 13 comprend deux parties 14, 15. Une partie 14 est une partie en forme de fourche, qui est associée à un bord longitudinal 4 du support transversal 2. L'autre partie 15 est agencée en forme de patte et s'engage, par l'une de ses extrémités, dans l'extrémité agencée en forme de mâchoire de la fourche et entoure par son autre extrémité le bord longitudinal 3 du support transversal 2. La différence par rapport à la forme de réalisation préférée précédente réside dans le fait que l'élément de rigidification 13 établit un contact métallique direct avec le support transversal 2, la partie en forme de fourche 14 et la partie en forme de patte 15 étant reliées entre elles par l'intermédiaire d'un composant élastomère. Dans cet exemple de réalisation le composant élastomère 16 est un boulon 16 formé d'un matériau élastomère, qui traverse transversalement la partie en forme de fourche 14 et la partie en forme de patte 15. En fonction de la rigidité du composant élastomère 16, on peut régler de façon fixe un déplacement relatif différent de la partie en forme de fourche 14 par rapport à la partie en forme de patte 15 et une rigidité en torsion, qui en dépend, du support transversal 2. La forme de réalisation de la figure 5 représente une variante, dans laquelle également on utilise un élément de rigidification en forme de patte 17 formé de deux parties. Les extrémités, qui se font face, des parties 18, 19 de l'élément de rigidification 17 se chevauchent et sont couplées entre elles par l'intermédiaire de boulons transversaux 20. Un composant élastomère 21 est fixé au-dessous des boulons transversaux 20, en étant tourné vers la zone de canal du support transversal 2. Les boulons transversaux 20 s'engagent dans le composant élastomère 21. Le composant élastomère 21 produit une précontrainte qui repousse les surfaces de contact des parties 18, 19 l'une contre l'autre. Grâce à la précontrainte définie, on obtient un serrage limité des parties 18, 19 de l'élément de rigidification 17. De cette manière, le déplacement relatif réciproque des parties 18, 19 dans le cas d'une torsion est empêché, avec comme objectif un accroissement de la rigidité en torsion de l'axe du bras oscillant composite. Liste des référence 1 - Axe de bras oscillant composite 2 - Support transversal 3 - Bord longitudinal de 2 4 - Bord longitudinal de 2 Branche de 2 6 - Branche de 2 9 - Elément de rigidification - Extrémité de 9 10 11 - Extrémité de 9 12 - Composant élastomère 13 - Elément de rigidification / patte de liaison 14 - Partie en forme de fourche de 13 Partie en forme de patte de 13 16 - Composant élastomère 17 - Elément de rigidification / axe de liaison 18 - Partie de 17 19 - Partie de 17 Boulon transversal 21 - Composant élastomère M - Couple de torsion A Point en 3 A' - Point en 4 u - Vecteur en A u' - Vecteur en A' v - Vecteur en A v' - Vecteur en A' REVENDICATIONS 1. Axe de bras oscillant composite pour véhicule automobile comportant un support transversal (2) possédant une section transversale en forme de goulotte, dans lequel, dans la zone de la partie longitudinale en forme de goulotte du support transversal (2), il est prévu au moins un élément de rigidification (9, 13, 17), au moyen duquel les branches (5, 6) du support transversal (2) s'étendant dans la direction longitudinale, sont couplées élastiquement entre elles par l'incorporation d'un composant élastomère (12, 16, 21), caractérisé en ce que l'élément de rigidification (9, 13, 17) entoure sur le côté extérieur les bords longitudinaux (3, 4) des branches (5, 6). 2. Axe de bras oscillant composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de rigidification (9) enserre les bords longitudinaux (3, 4) des branches (5, 6) en incorporant un élément intercalaire élastomère (12). 3. Axe de bras oscillant composite selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de rigidification (13, 17) comporte une première partie (14, 18), qui est reliée à la première branche (4), et une seconde partie (15, 19), qui est reliée à la seconde branche (5), les extrémités, qui se font face, des parties (14, 15; 18, 19) étant couplées entre elles moyennant l'incorporation d'un composant élastomère (16, 20). 4. Axe de bras oscillant composite selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composant élastomère est inséré en sandwich entre les extrémités, qui se chevauchent, des parties. 5. Axe de bras oscillant composite selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités, qui se font face, des parties (18, 19) se chevauchent, que l'une des extrémités est enserrée entre le composant élastomère (21) et l'autre extrémité de la partie (19) et que le composant élastomère (21) produit une précontrainte pour un organe de liaison (20) qui repousse les extrémités l'une contre l'autre. 6. Axe de bras oscillant composite selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de liaison (20) comprend au moins un boulon traversant les extrémités. 7. Axe de bras oscillant composite selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités, qui sont tournées l'une vers l'autre, des parties (14, 15) se chevauchent et que dans les extrémités sont prévues des passages traversants qui sont traversés par un composant élastomère (16) reliant élastiquement les parties (14, 15).