Brevet FR2898075A1 — publié le 20070907

JANTE DE ROUE D'UN VEHICULE, NOTAMMENT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE, EQUIPE D'UN DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT La présente invention concerne une jante de roue d'un véhicule, 5 notamment d'un véhicule automobile, équipée d'un dispositif d'amortissement apte à amortir le rebond de roue du véhicule. Elle concerne plus particulièrement une jante comprenant une pluralité de vérins amortisseurs répartis radialement sur sa périphérie. i0 Pour maximiser l'adhérence au sol d'un pneumatique de roue au bénéfice du comportement routier, il est nécessaire d'amortir la fréquence propre du pneumatique, communément appelée le rebond de roue. En effet, le pneumatique se comporte en vertical, c'est-à-dire selon un axe perpendiculaire 15 à l'axe longitudinal du véhicule, comme un ressort. Si le rebond de roue n'est pas suffisamment amorti, les inégalités et aspérités de la route qui excitent le pneumatique à la fréquence du rebond, ou fréquence propre du pneumatique, sont amplifiées, au risque de faire décoller la roue du sol et de dégrader la tenue de route par perte d'adhérence. 20 Cet amortissement est résolu actuellement par l'amortisseur de suspension. Cet amortissement a pour inconvénient d'opérer non seulement aux fréquences qui nécessitent d'être amorties, comme la fréquence propre du pneumatique, mais aussi à celles pour lesquelles le ressort filtre l'excitation au 25 lieu de l'amplifier. Le résultat à ces autres fréquences est à l'opposé de ce qui se passe aux fréquences propres : le facteur de réduction de l'amplitude de l'excitation diminue. Le confort de roulage en est donc directement affecté. La présente invention a notamment pour but d'amortir la réponse 3o verticale du pneumatique à la source, c'est-à-dire dans la roue du véhicule, afin de pouvoir dimensionner une suspension sans être pénalisé par la nécessité d'amortir le rebond de roue. A cet effet, elle propose une jante de roue d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, équipée d'un dispositif d'amortissement apte à amortir le rebond de roue du véhicule, caractérisé en ce que ce dispositif comprend une pluralité de vérins amortisseurs répartis radialement sur la périphérie de la jante, lesdits vérins s'étendant vers l'extérieur de ladite jante. io La présente invention concerne également les caractéristiques ci après : - les vérins amortisseurs traversent le pourtour de la jante ; - les vérins amortisseurs sont fixés sur le pourtour de la jante par soudage; -les vérins amortisseurs sont fixés sur le pourtour de la jante par vissage 15 au sein de trous filetés alésés à cet effet dans le pourtour de la jante. Selon un mode de réalisation, chaque vérin cylindrique comporte un ressort et un amortisseur, disposés en parallèle au sein desdits vérins amortisseurs. Avantageusement, le ressort est monté autour de l'amortisseur, à 20 l'intérieur du vérin amortisseur ; l'amortisseur s'étendant selon l'axe principal du vérin amortisseur. Dans une réalisation particulière, le vérin cylindrique comporte les éléments suivants : 25 - un plot fixe fixé au pourtour de la jante, ledit plot fixe comportant un couvercle face au centre de la roue ; et - un plot mobile monté coulissant à l'intérieur du plot fixe, ledit plot mobile comportant un couvercle opposé au couvercle du plot fixe ; l'amortisseur et le ressort étant disposés à l'intérieur du plot fixe, en contact 30 avec les faces internes des deux couvercles. 5 Selon une caractéristique, l'amortisseur comprend un corps creux dans lequel est monté coulissant une tige mobile, ledit corps creux étant lié au couvercle du plot fixe et ladite tige mobile étant liée au couvercle du plot mobile. L'invention porte également sur une roue équipée d'une jante telle que décrite ci avant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention io apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'une roue sans le dispositif d'amortissement selon l'invention ; 15 - la figure 2 est une vue schématique d'une roue équipée d'une jante selon l'invention ; - la figure 3 est une courbe représentant la réponse en fréquence de la caisse d'un véhicule automobile ; - la figure 4 est une vue en coupe partielle d'une roue équipée d'une 20 jante selon l'invention ; et - la figure 5 est une vue en perspective d'une jante de roue selon l'invention. Comme représenté en figure 1, le pneumatique d'une roue de véhicule 25 automobile est assimilé à un ressort 2 relié directement à la masse non suspendue 1 de ce véhicule, comportant notamment la roue du véhicule et le dispositif de freinage de cette roue. L'amortissement d'une telle roue est obtenue par un amortisseur de suspension, non représenté, disposé entre la caisse et la roue du véhicule. 30 En négligeant l'effet ressort procuré par les flancs du pneumatique, l'air sous pression contenu dans la chambre à air du pneumatique procure la composante principale de raideur du ressort 2. La figure 3 représente la réponse en fréquence de la caisse 102 du véhicule, qui est reliée à la masse non suspendue 1 du véhicule par la suspension du véhicule ; ladite suspension étant formée d'un amortisseur 103 disposé en parallèle avec un ressort 104. La réponse en fréquence de la caisse est obtenue de la façon suivante : io - on applique une force F au pneumatique ou ressort 2, représentative de l'effort appliqué par le sol sur le pneumatique, sous la forme d'une excitation sinusoïdale de fréquence v et d'amplitude Ao ; - on étudie la réponse de la caisse 102, de fréquence v et d'amplitude A, en faisant varier la fréquence v de l'excitation sinusoïdale ; et 15 - on représente une courbe du gain G = 201og Ao en fonction de la fréquence v. Ainsi, pour une excitation sinusoïdale de fréquence vo représentée par la courbe 10, on obtient une réponse de la caisse 102 représentée par les 20 courbes 20, 30 ou 40 : - la courbe 20 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à amortissement nominal ; - la courbe 30 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à grand amortissement ; et 25 - la courbe 40 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à faible amortissement. La caisse 102 présente ainsi la réponse en fréquence 21 pour une suspension nominale, la réponse 31 pour une suspension avec un grand amortissement et la réponse 41 pour une suspension avec un faible amortissement. Les réponses 21, 31 et 41 présentent, à une fréquence vv , un premier pic 11 de résonance correspondant au mode propre de la caisse du véhicule. De même, à une fréquence supérieure vR , ces réponses présentent un second pic 12 de résonance correspondant au mode propre de la roue du véhicule et traduisant ainsi le rebond de roue. Ces deux fréquences de résonance vc et VR se situent dans le domaine des basses fréquences, comprises sensiblement io entre 0,1 et 100 Hz. Un grand amortissement se traduit par une diminution du gain G aux deux fréquences de résonance vc et VR , caractéristique d'un gain en confort. Cependant, ce grand amortissement se traduit également par une 15 augmentation du gain dans les bandes de fréquences délimitées par les deux fréquences de résonance. Ainsi, dans la première zone de fréquences 13, comprise entre vc et vR , et dans la seconde zone de fréquences 14, au-delà de la fréquence VR , une augmentation de l'amortissement entraîne une perte de confort. 20 Ainsi, dans le cas d'une roue associée à un amortisseur de suspension classique, cet amortisseur amortit tous les mouvements verticaux, même aux fréquences qui ne sont pas amplifiées par le pneumatique. 25 Dans un véhicule équipé d'un tel dispositif d'amortissement, le réglage de l'amortissement est fait en fonction du compromis suivant : - on augmente l'amortissement pour avoir de la tenue de route : on amortit ainsi le rebond de la roue et le balancement de la caisse, au détriment du confort ; et 30 - on diminue l'amortissement pour avoir du confort : on absorbe ainsi les inégalités de la route mais la roue rebondit et la caisse tangue, au détriment de la tenue de route. Comme représenté en figure 2, le dispositif d'amortissement du rebond de la roue selon l'invention comporte un ressort 3 monté en parallèle avec un amortisseur 4. Ce dispositif est monté en série avec le ressort 2 du pneumatique, entre ledit ressort 2 et la masse non suspendue 1. io Ce dispositif permet d'amortir la réponse verticale du pneumatique ou rebond de roue, correspondant au pic 12 de la figure 3, directement à la source, c'est-à-dire dans la roue du véhicule, sans amortir les autres mouvements verticaux de la roue. 15 Comme représenté en figure 4, la roue du véhicule automobile comporte une jante 8 et un pneumatique 9. Une chambre à air 20, définie comme l'espace formé entre la jante 8 et le pneumatique 9, contient de l'air sous pression. 20 Comme représenté en figure 5, la jante 8 selon l'invention est équipée d'un dispositif d'amortissement formé d'une pluralité de vérins amortisseurs 5 répartis radialement et à équidistance sur la périphérie de la jante 8. On entend par répartition radiale des vérins 5, le fait que l'axe longitudinal A de ces vérins 5 s'étend radialement par rapport à la jante 8. 25 En outre, les vérins amortisseurs 5 s'étendent vers l'extérieur de la jante 8. Comme représenté en figure 4, les vérins amortisseurs 5 traversent le pourtour de jante 8, ainsi les vérins amortisseurs 5 s'étendent partiellement à l'intérieur de la chambre à air 20. Chaque vérin amortisseur 5 comporte : - un plot fixe 6, de forme générale cylindrique, fixé au pourtour de la jante 8 ; et - un plot mobile 7, de forme générale cylindrique, monté coulissant à l'intérieur du plot fixe 6. Le plot fixe 6 s'étend selon l'axe principal longitudinal A passant sensiblement par le centre de la roue et traverse le pourtour de la jante 8. Comme représenté sur la figure 4, ce plot fixe 6 présente un couvercle 60 face au centre de la roue. Les parois cylindriques et le couvercle 60 du plot fixe 6 io délimitent une cavité 61 de forme générale cylindrique, face à la chambre à air 20. Le vérin amortisseur 5 est fixé à la jante 8 : - par soudage ou par tout autre moyen assurant une liaison solidaire 15 et étanche du vérin 5, ou du plot fixe 6, sur la jante 8; ou - par vissage au sein de trous filetés alésés à cet effet dans le pourtour de la jante 8, et donc démontable et/ou remplaçable pour adapter les vérins amortisseurs en fonction des caractéristiques du pneumatique 9. Selon le mode de réalisation représenté en figure 4, 20 la surface extérieure du plot fixe 6 présente un filetage de sorte à être vissé dans la jante 8. Dans ce cas, un dispositif (non représenté) devra être aménagé de manière à assurer l'étanchéité. Le plot mobile 7 comporte un couvercle 70 opposé au couvercle 60 du 25 plot fixe 6. Les parois cylindriques et le couvercle 70 du plot mobile 7 délimitent une cavité 71 de forme générale cylindrique, face à la cavité 61 du plot fixe 6 à l'intérieur duquel coulisse le plot mobile 7. Comme représenté en figure 4, les vérins amortisseurs 5 comportent en 30 outre un ressort 3 et un amortisseur 4, disposés en parallèle au sein de ces vérins amortisseurs 5. L'amortisseur 4 s'étend selon l'axe principal du vérin amortisseur et est disposé à l'intérieur de la cavité 61 du plot fixe 6. L'amortisseur 4 est par exemple du type monotube ou bi-tube, classiquement connu dans la littérature sur les amortisseurs. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 4, l'amortisseur 4 est du type télescopique, et comprend un corps allongé creux 40 dans lequel est monté coulissant une tige mobile 41, cette tige 41 faisant saillie hors du corps creux 40. L'extrémité arrière de l'amortisseur 4, c'est-à-dire l'extrémité solidaire du corps creux 40, est liée au couvercle 60 du plot fixe. L'extrémité avant de l'amortisseur 4, c'est-à-dire l'extrémité libre de la tige mobile 41, est liée au couvercle 70 du plot mobile 7. L'amortisseur 4 est par exemple du type à gaz ou à huile. Le ressort 3 est monté autour de l'amortisseur 4, à l'intérieur de la cavité 61 du plot mobile 6. Ce ressort 3 prend appui sur les faces internes respectivement du couvercle 60 du plot fixe 6 et du couvercle 70 du plot mobile 7. L'amortisseur 4 et le ressort 3 s'étendent ainsi selon l'axe longitudinal A des deux plots cylindriques 6 et 7. Le plot fixe 6 présente une percée 62 afin d'assurer une mise à l'air de la cavité 61, autrement dit une liaison entre la cavité 61 et l'environnement extérieur au vérin 5. De la sorte, la fonction ressort dudit vérin 5 est assuré par le seul ressort 3 et non par l'air accumulé au sein de la cavité 61, afin de permettre une calibration de l'effet ressort, indépendamment de l'étanchéité du dispositif. Comme représenté en figure 5, huit vérins amortisseurs 5 sont répartis sur le pourtour de la jante 8 de la roue suivant des axes longitudinaux A, formant respectivement les uns à la suite des autres un angle sensiblement égal à 45 . Bien entendu, le nombre de vérins amortisseurs 5 peut être différent, supérieur ou inférieur, en fonction de l'amortissement souhaité et de la dimension de ces vérins amortisseurs 5. Le dispositif selon l'invention permet d'amortir le rebond de roue, à la fréquence de résonance vR du pneumatique, directement à la source, c'est-à-dire dans la roue du véhicule. Les éléments de la suspension, disposés entre la roue et la caisse du io véhicule, peuvent ainsi être dimensionnés sans se préoccuper de l'amortissement du rebond de roue. En cas de crevaison, les vérins amortisseurs 5 se détendent avec la chute de pression de l'air dans la chambre à air 2. La bande de roulement du 15 pneumatique 9 prend alors appui sur ces vérins 5, et plus particulièrement sur la surface externe du couvercle 70 du plot mobile 7, continuant d'offrir une élasticité voisine de l'élasticité du pneumatique avant la crevaison. Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne 20 présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés à l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres types de vérins peuvent être disposés. 15 20 REVENDICATIONS 1. Jante (8) de roue d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, équipée d'un dispositif d'amortissement apte à amortir le rebond de roue du véhicule, caractérisé en ce que ce dispositif comprend une pluralité de vérins amortisseurs (5) répartis radialement sur la périphérie de la jante (8), lesdits vérins (5) s'étendant vers l'extérieur de ladite jante (8). 2. Jante (8) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vérins 10 amortisseurs (5) traversent le pourtour de la jante. 3. Jante (8) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les vérins amortisseurs (5) sont fixés sur le pourtour de la jante (8) par soudage. 4. Jante (8) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les vérins amortisseurs (5) sont fixés sur le pourtour de la jante (8) par vissage au sein de trous filetés alésés à cet effet dans le pourtour de la jante (8). 5. Jante (8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque vérin cylindrique (5) comporte un ressort (3) et un amortisseur (4), disposés en parallèle au sein desdits vérins amortisseurs (5). 25 6. Jante (8) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort (3) est monté autour de l'amortisseur (4), à l'intérieur du vérin amortisseur (5) ; l'amortisseur s'étendant selon l'axe longitudinal du vérin amortisseur (5). 7. Jante (8) selon l'une quelconque des revendication 5 et 6, caractérisé en ce 30 que le vérin cylindrique (5) comporteIl - un plot fixe (6) fixé au pourtour de la jante (8), ledit plot fixe (6) comportant un couvercle (60) face au centre de la roue ; et - un plot mobile (7) monté coulissant à l'intérieur du plot fixe (6), ledit plot mobile (7) comportant un couvercle (70) opposé au couvercle (60) du plot fixe (6); l'amortisseur (4) et le ressort (3) étant disposés à l'intérieur du plot fixe (6), en contact avec les faces internes des deux couvercles (60, 70). 8. Jante (8) selon l'une quelconque des revendication 5 à 7, caractérisé en ce io que l'amortisseur (4) comprend un corps creux (40) dans lequel est monté coulissant une tige mobile (41), ledit corps creux (40) étant lié au couvercle (60) du plot fixe (6) et ladite tige mobile (41) étant liée au couvercle (70) du plot mobile (7). 15 9. Roue équipée d'une jante (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes.