Brevet FR2909592A1 — publié le 20080613

ESSIEU SOUPLE A TRAVERSE RIGIDE NON DEFORMABLE L'invention concerne un essieu souple à traverse rigide non déformable. Les essieux souples arrière actuels comportent généralement dedx bras oscillants longitudinaux qui supportent chacun une fusée de roue à une de leurs extrémités, et qui sont reliés à leur autre extrémité à la caisse du véhicule. Des moyens élastiques amortisseurs prenant appui sur les bras soutiennent élastiquement la caisse et une barre transversale anti-dévers élastiquement déformable en torsion est rigidement reliée par ses extrémités aux deux bras. En dévers, on observe un écart de hauteur entre les fusées de roue gauche et droite du véhicule qui se traduit par une rotation propre des deux bras longitudinaux par rapport à la caisse du véhicule, cette rotation propre se transformant en torsion de la traverse qui relie les deux bras. La traverse assure ainsi une première fonction de guidage des plans de roue gauche et droite de l'essieu. La. traverse est aussi généralement dimensionnée pour une fonction de suspension. Elle doit en effet soutenir les efforts verticaux et transversaux, et présente, à cet effet, une certaine rigidité en flexion. La difficulté majeure consiste à dimensionner la progressivité de raideur entre les bras longitudinaux et la traverse, sans dépasser le niveau de contrainte que les différents éléments de liaison entre les pièces sont capables de supporter, en particulier les cordons de soudure. En raison de ces différentes contraintes, l'acier, et en particulier les aciers THLE (à très haute limite élastique), devient le matériau incontournable pour la construction de la traverse, l'aluminium et les matériaux légers étant prohibés. Une voie de recherche actuelle consiste à séparer les deux fonctions cumulées par la traverse afin de redonner à chacune un domaine de validité plus important, non restreint par l'autre, et permettre l'utilisation de matériaux légers. Notamment, on cherche à réaliser des essieux capables de supporter un dévers supérieur à 100 mm en fatigue alternée, tout en présentant de fortes raideurs antiroulis, supérieures à 100mdaN/ . Une solution consisterait à réaliser une traverse rigide en torsion, libérée des contraintes de torsion, sur laquelle s'appuieraient les bras 2909592 2 longitudinaux, l'anti-roulis étant alors apporté par une barre antidévers supplémentaire. On connaît déjà des essieux présentant une traverse ne travaillant pas en torsion. 5 Ainsi, le document FR 2 481 198 décrit un essieu comportant une traverse dont les extrémités sont montées dans des manchons en matériau élastomère logés dans les bras longitudinaux. Les oscillations de la traverse autour de son axe sont alors absorbées par les manchons. Toutefois, la déformabilité des manchons en matériau 10 élastomère se fait au détriment de la rigidité locale nécessaire à la conservation de la géométrie des bras longitudinaux sous efforts. Le document EP 0 122 891 décrit un essieu dont la traverse est fixée à chaque bras longitudinal au moyen d'un manchon en matériau élastomère, un roulement empêchant la rotation de la traverse par 15 rapport au bras autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la traverse. Ce type d'essieu présente toutefois les mêmes inconvénients que l'essieu présenté dans le document FR 2 481 198. Dans les deux cas, les efforts venant des roues ne peuvent être transmis sans des déformations géométriques incompatibles avec les exigences de guidage 20 des véhicules actuels. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un essieu souple arrière à traverse non déformable, et assurant un guidage des roues. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un essieu souple arrière 25 pour véhicule automobile comprenant deux bras oscillants longitudinaux, chaque bras étant relié à un support de roue à son extrémité dirigée vers l'arrière du véhicule, et dont l'autre extrémité avant est reliée à la caisse du véhicule par un palier élastique, lesdits bras étant reliés par une traverse, caractérisé en ce que 30 - les extrémités de la traverse sont montées à rotation sur les bras afin de permettre la rotation des bras par rapport à la traverse autour de l'axe de la traverse, - les bras longitudinaux comportent chacun du côté de leur extrémité portant le support de roue, une barre de guidage reliant ladite 35 extrémité du bras à la traverse, chaque barre de guidage étant fixée rigidement au bras longitudinal et montée à rotation sur la traverse. 2909592 3 Cette configuration de l'essieu selon l'invention permet de libérer la traverse de toute contrainte en torsion, les barres de guidages en assurant la transmission des efforts verticaux et des efforts dans leur direction axiale permettent d'améliorer le guidage des roues en 5 maintenant une rigidité en flexion verticalement de l'essieu. Avantageusement, chaque barre de guidage est reliée à la traverse au moyen d'une articulation réglable en hauteur, de préférence démontable. Il est ainsi possible de régler la hauteur de ces articulations, et 10 notamment leur hauteur par rapport à la hauteur de chacune des articulations des bras longitudinaux à la caisse du véhicule, ce qui permet de définir l'épure de l'essieu en situation de dévers. Il est ainsi possible d'ajuster cette épure en fonction du véhicule auquel l'essieu est destiné. L'essieu selon l'invention peut ainsi être utilisé pour divers 15 véhicules, contrairement aux essieux de l'art antérieur qui doivent être conçus spécifiquement pour un véhicule particulier. Avantageusement, chaque articulation de la traverse sur le bras longitudinal correspondant est pourvue d'une butée bloquant le déplacement de la traverse suivant sa direction axiale. La traverse 20 assure ainsi la transmission des efforts transversaux. De préférence, la traverse et/ou les barres de guidage sont en un matériau léger, de préférence en aluminium, ou tout autre matériau adéquat. La configuration de l'essieu permet en effet l'utilisation de tels 25 matériaux pour ces pièces, ces dernières subissant des contraintes faibles, en particulier, ne subissant pas de torsion. Dans un mode de réalisation particulier, l'essieu comporte une barre stabilisatrice liée à la caisse du véhicule et à la traverse afin d'empêcher la rotation et/ou la torsion de la traverse autour de son axe. 30 Une telle barre est utilisée notamment pour certains essieux selon l'invention, pour lesquels les ressorts de suspension en charge induisent un moment My tendant à faire tourner l'essieu autour d'un axe transversal au véhicule. Avantageusement, les extrémités de la barre stabilisatrice sont 35 situées à proximité des points d'articulation des bras longitudinaux à la caisse du véhicule, sur un axe reliant ces articulations, ces extrémités étant articulées à la caisse. 2909592 4 Avantageusement, la barre stabilisatrice est reliée à la traverse au moyen d'au moins deux paliers d'articulation. De préférence, la barre stabilisatrice est reliée à la traverse au moyen de trois paliers d'articulation décalés suivant la direction 5 longitudinale du véhicule. De préférence, l'essieu présente un plan de symétrie vertical suivant la direction longitudinale du véhicule. L'invention est maintenant décrite en référence au dessin annexé, non limitatif, dans lequel : 10 - la figure 1 est une représentation schématique d'un essieu souple arrière selon l'invention Sur la figure, les directions X, Y, Z correspondent respectivement aux directions longitudinale, transversale et verticale du véhicule sur lequel est monté l'essieu, l'axe X étant dirigé vers l'arrière du véhicule. 15 Les directions longitudinale et transversale mentionnées dans le texte font référence à ces directions. La figure 1 représente un essieu souple selon l'invention comprenant deux bras oscillants longitudinaux gauche 1 et droit 2. Cet essieu présente un plan de symétrie vertical suivant la direction 20 longitudinale du véhicule pour une distribution bien répartie des efforts et une symétrie de fonctionnement. Chaque bras est par exemple un corps creux, rigide en torsion. Chaque bras 1, 2 supporte un support 3, 4, respectivement d'une roue 5, 6, à son extrémité dirigée vers l'arrière du véhicule. L'autre 25 extrémité avant de chaque bras est reliée à la caisse du véhicule par un palier élastique 7, 8, respectivement. Chaque bras 1, 2 présente également un support 9, 10 (fusée) destiné à recevoir un ressort de suspension (non représenté). Chaque support 9, 10 est situé du côté arrière du bras longitudinal 30 correspondant. Les bras 1, 2 sont reliés entre eux par une traverse 11, dont les extrémités sont montées à rotation sur les bras au moyen d'articulations 20, 21. Chaque articulation est pourvue d'une butée (non représentée) bloquant le déplacement de la traverse suivant la 35 direction transversale du véhicule. Les articulations 20, 21 permettent la rotation de chaque bras longitudinal autour de l'axe de la traverse, évitant ainsi la rotation 2909592 5 et/ou la torsion de la traverse. Cette dernière n'a dès lors plus besoin d'être conçue pour étre déformable, et peut être formée d'un corps creux ou plein en matériau léger, par exemple en aluminium. Chaque bras longitudinal 1, 2 comporte, du côté de son extrémité 5 portant le support 3, 4 de roue, une barre de guidage 12, 13 respectivement, reliant ladite extrémité du bras à la traverse. L'une des extrémités de chaque barre de guidage 12, 13 est fixée rigidement à un bras longitudinal, tandis que son autre extrémité est montée à rotation sur la traverse, de préférence autour d'un axe 10 sensiblement horizontal et perpendiculaire à l'axe de la barre de guidage correspondante. En fonction de l'encombrement disponible, ces barres de guidage seront fixées le plus en arrière possible sur les bras longitudinaux, directement sur chaque bras, ou sur un élément solidaire du bras, tel 15 que le support du ressort de suspension, par exemple. Chaque articulation 22, 23 des barres de guidage 12, 13 sur la traverse est quant à elle située à proximité du plan médian de la traverse, du même côté que le bras longitudinal auquel la barre est fixée. 20 Ces articulations 22, 23 sont réglables en hauteur, ce qui permet de régler leur position par rapport aux articulations 7, 8 sur la caisse du véhicule, et ainsi d'ajuster la géométrie de l'essieu, notamment sa géométrie en dévers, pour différents types de véhicule. La position des articulations 20 et 21 entre la traverse et les bras 25 longitudinaux n'a qu'une influence très secondaire, ce qui permet au dessin des bras de mieux se combiner avec la géométrie des ressorts, amortisseurs et montages de roue. Les articulations 22, 23 peuvent être prévues démontables pour un montage et un réglage plus aisés. 30 Les barres de guidage 12, 13 peuvent être réalisées en acier ou en matériau léger, tel que l'aluminium. Elles se présentent par exemple sous la forme de lames verticales. L'essieu comporte également une barre stabilisatrice 14 liée à la caisse du véhicule et à la traverse afin d'empêcher la rotation et/ ou la 35 torsion de la traverse autour de l'axe transversal du véhicule. Cette barre est de préférence réalisée en acier THLE. 2909592 6 Les extrémités 15, 16 de la barre stabilisatrice 14 sont situées à proximité des points d'articulation 7, 8, des bras longitudinaux à la caisse du véhicule, sur un axe A 1 reliant ces articulations, ces extrémités 15, 16 étant articulées à la caisse. 5 Dans l'exemple, la barre stabilisatrice 14 présente trois paliers d'articulation 17, 18, 19 sur la traverse, décalés suivant la direction longitudinale du véhicule. Parmi ces trois paliers, les deux paliers d'extrémité 17, 18, sont situés à la même hauteur suivant la direction longitudinale, le palier 10 central 19 étant décalé suivant cette même direction. Dans l'exemple représenté, le palier central 19 est avancé vers l'arrière du véhicule par rapport aux paliers d'extrémités 17, 18. En outre, les trois paliers sont disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal du véhicule. Bien entendu, seuls deux paliers uniquement peuvent être prévus 15 afin d'empêcher la rotation de la traverse et/ou sa torsion. Cette barre stabilisatrice 14 peut être supprimée lorsque les ressorts de suspension sont placés de telle manière qu'ils créent un faible moment My, ou encore si l'essieu est configuré de sorte que les articulations 20, 22, 23 et 21 soient sensiblement alignées. 20 En situation de dévers, l'essieu selon l'invention subira des rotations autour d'un axe reliant les articulations 7, 22 pour le bras gauche 1 d'une part, autour d'un axe reliant les articulations 8, 23 pour le bras droit 2 d'autre part. A titre d'exemple, avec des bras longitudinaux de 440 mm de long 25 (longueur active entre la fixation sur caisse et l'axe du support de roue) et une voie arrière de 1450mm, un dévers de 100 mm, équivalent de 4 de dévers, provoque une rotation de 7 entre chaque bras et la traverse. REVENDICATIONS 1. Essieu souple arrière pour véhicule automobile comprenant deux bras (1, 2) oscillants longitudinaux, chaque bras étant relié à un support (3, 4) de roue à son extrémité dirigée vers l'arrière du véhicule, et dont l'autre extrémité avant est reliée à la caisse du véhicule par un palier élastique (7, 8), lesdits bras étant reliés par une traverse (11), caractérisé en ce que - les extrémités de la traverse sont montées à rotation sur les bras afin de permettre la rotation des bras par rapport à la traverse autour de l'axe de la traverse, - les bras longitudinaux comportent chacun du côté de leur extrémité portant le support de roue, une barre de guidage (12, 13) reliant ladite extrémité du bras à la traverse, chaque barre de guidage étant fixée rigidement au bras longitudinal et montée à rotation sur la traverse. 2. Essieu souple selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque barre de guidage (13, 14) est reliée à la traverse au moyen d'une articulation (22, 23) réglable en hauteur, de préférence démontable. 3. Essieu souple selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque articulation (20, 21) de la traverse sur le bras longitudinal correspondant est pourvue d'une butée bloquant le déplacement de la traverse suivant sa direction axiale. 4. Essieu souple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la traverse (11) et/ou les barres de guidage (12, 13) sont en un matériau léger, de préférence en aluminium. 5. Essieu souple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une barre stabilisatrice (14) liée à la caisse du véhicule et à la traverse afin d'empêcher la rotation et/ou la torsion de la traverse autour de son axe. 6. Essieu souple selon la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités (15, 16) de la barre stabilisatrice sont situées à proximité des points d'articulation (7, 8) des bras longitudinaux à la caisse du véhicule, sur un axe (A 1) reliant ces articulations, ces extrémités étant articulées à la caisse. 7. Essieu souple selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la barre stabilisatrice (14) est reliée à la traverse (11) au moyen d'au moins deux paliers d'articulation. 2909592 8 8. essieu souple selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre stabilisatrice (14) est reliée à la traverse (11) au moyen de trois paliers d'articulation (17, 18, 19) décalés suivant la direction longitudinale du véhicule. 5 9. Essieu souple selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'essieu présente un plan de symétrie vertical suivant la direction longitudinale du véhicule.