Brevet FR2976519A1 — publié le 20121221

B11-1493FR 1 Dispositif de liaison d'une roue à une structure de véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles et, notamment les dispositifs de liaison d'une roue à la structure du véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne les dispositifs de liaison comprenant un essieu et un porte fusée de roue. On entend par « essieu », toute pièce disposée transversalement sous un véhicule pour en supporter le poids, et dont les extrémités coopèrent avec le moyeu des roues. Généralement, un véhicule automobile comprend une caisse, des roues reposant sur le sol et un essieu liant la caisse aux roues. Cet essieu comprend pour chaque roue un porte fusée de roue sur lequel ladite roue est montée à rotation autour d'un axe transversal ayant une extrémité filetée, appelé « fusée de roue ». L'essieu comprend également un bras sensiblement longitudinal lié à la caisse par une première extrémité et des moyens de liaison du porte fusée à une seconde extrémité du bras opposée à la première extrémité, et une traverse déformable sensiblement transversale solidaire des bras longitudinaux respectifs des deux roues. Lorsque la roue rencontre un obstacle sur le sol, cette roue subit un effort ayant une composante verticale et une composante longitudinale. Cet obstacle peut être une irrégularité du sol, une pierre, un trou ou tout autre objet ou formation en saillie ou en creux par rapport au sol. La composante verticale est amortie par la suspension du véhicule avant d'être transmise à la caisse et est donc peu ressentie par les passagers. La composante longitudinale n'est en revanche pas amortie par la suspension et est ressentie comme un choc par les passagers du véhicule. I1 est connu de prévoir que l'essieu permette un déplacement sensiblement longitudinal du centre de roue lorsque la roue rencontre un obstacle, de façon à améliorer le confort des passagers. Dans ce but, on choisit un essieu dont la cinématique impose au centre de roue, en cas d'obstacle, un mouvement de rotation autour d'un axe transversal situé proche du point de contact entre la roue et le sol. On peut se référer au document FR 2875742 qui décrit un véhicule automobile muni de moyens de guidage de chaque porte fusée en déplacement sur une trajectoire longitudinale comprenant un organe de guidage disposé sur le bras et coopérant avec des trous oblongs situés sur le porte fusée de roue. Toutefois, un tel système est difficile à mettre en place et nécessite une modification de la structure du véhicule. De plus, bien que le déplacement longitudinal du centre de roue, appelé « recul de roue », soit guidé, les moyens de guidage ne permettent pas d'amortir convenablement la composante longitudinale. Par ailleurs, en cas de rupture des moyens de guidage, le porte fusée de roue, sous l'effet, par exemple du freinage, ne sera plus bloqué en rotation autour de l'axe transversal situé proche du point de contact. La rotation du porte fusée de roue pourrait endommager le système de freinage, par exemple en arrachant la durit du frein, auquel cas la roue deviendrait incontrôlable par rapport au véhicule. Un objectif de l'invention est donc de pallier ces inconvénients et de fournir un dispositif de liaison d'une roue à la structure d'un véhicule automobile permettant d'améliorer l'amortissement de la composante longitudinale, facile à mettre en place. Un autre objectif de l'invention est de sécuriser la rotation du porte fusée de roue en cas de rupture d'un des moyens de guidage. Selon un mode de réalisation, l'invention a pour objet un dispositif de liaison d'une roue à une structure de véhicule automobile comprenant un essieu comportant au moins deux bras sensiblement longitudinaux par rapport au véhicule dont une extrémité est destinée à être liée à la structure du véhicule et un porte fusée de roue supportant une fusée de roue, avec un premier axe sensiblement transversal, sur laquelle est montée à rotation la roue et deux moyens de liaison au bras longitudinal, avec respectivement un deuxième et troisième axes sensiblement transversaux. Lesdits premier, deuxième et troisième axes transversaux sont disposés dans un même plan. Le dispositif de liaison comprend des moyens de limitation en rotation du porte fusée de roue autour du deuxième axe sensiblement transversal, en cas de rupture du premier moyen de liaison. Ainsi, lors de la rupture du premier moyen de liaison, la rotation du porte fusée de roue autour du troisième axe transversal est limitée et permet d'éviter l'endommagement des pièces. Selon un mode de réalisation, le porte fusée comprend un alésage dans lequel est monté le premier moyen de liaison, l'alésage s'étendant transversalement vers le bras longitudinal de l'essieu au delà du premier moyen de liaison, formant une butée. L'ajout de matière sur le porte fusée de roue venant au-delà du premier moyen de liaison agit comme une butée en cas de rupture de la vis de fixation du premier moyen de liaison. Dans le cas où le porte fusée est monté directement sur le bras longitudinal de l'essieu, le bras longitudinal comprend une portion annulaire, en saillie vers le porte fusée de roue, de diamètre sensiblement inférieur au diamètre de l'alésage du porte fusée, afin de coopérer avec la butée du porte fusée de roue et de renforcer le blocage en rotation du porte fusée de roue autour du troisième axe transversal en cas de rupture du premier moyen de liaison. La portion annulaire peut comprendre deux butées disposées symétriquement par rapport à un axe sensiblement vertical perpendiculaire aux axes transversaux. Le porte fusée peut être monté sur le bras longitudinal par l'intermédiaire d'un plateau fusée, le plateau fusée comporte une butée de chaque côté coopérant avec le rebord annulaire du porte fusée, permettant de renforcer la limitation en rotation du porte fusée de roue autour du troisième axe transversal en cas de rupture du premier moyen de liaison. Avantageusement, le premier moyen de liaison est disposé entre la fusée de roue et le deuxième moyen de liaison. Le porte fusée de roue, la fusée de roue et les moyens de liaison forment, par exemple, un sous ensemble unique monté sur le bras longitudinal de l'essieu. Un tel sous-ensemble permet une réduction de la masse et du dimensionnement du dispositif de liaison. Le plateau fusée peut faire partie de ce sous-ensemble. Le premier moyen de liaison peut comprendre une articulation élastique ou hydro élastique montée sur le porte fusée de roue et une vis de fixation au bras de l'essieu par l'intermédiaire ou non du plateau fusée. Une articulation hydro élastique peut comprendre, par exemple, une bague intérieure, une bague extérieure, un élément élastique disposé entre lesdites bagues et un liquide amortisseur. L'articulation élastique ou hydro élastique est montée sur la vis de fixation reliée à la structure du véhicule par l'intermédiaire de l'essieu. Avantageusement, le deuxième moyen de liaison comprend une articulation pivot avec un troisième axe transversal parallèle aux premier et deuxième axes transversaux de manière à faire pivoter le porte fusée de roue autour dudit troisième axe transversal et à le guider en déplacement sur une trajectoire courbe sensiblement longitudinale. Selon un second aspect, l'invention concerne un véhicule automobile comprenant une caisse, au moins deux roues reposant sur le sol et un dispositif de liaison tel que décrit ci-dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de liaison selon un mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif de liaison selon la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif de liaison selon un autre mode de réalisation. Tel qu'illustré sur la figure 1, un dispositif de liaison d'une roue à un véhicule automobile (non représenté), référencé 1 dans son ensemble, comprend un essieu 2 relié à la structure du véhicule et un porte fusée de roue 3. L'essieu 2 comprend des bras sensiblement longitudinaux 2a liés à la caisse du véhicule (non représentée) par une première extrémité 2b, une traverse déformable 2c sensiblement transversale solidaire des deux bras longitudinaux 2a respectifs des deux roues (non représentées). L'essieu 1 est fixé, à une extrémité 2d opposée à la première extrémité 2b, au porte fusée de roue 3 supportant une fusée de roue 4, avec un premier axe sensiblement transversal Y1 et deux moyens de liaison 5, 6 au bras longitudinal 2a. Le premier moyen de liaison 5 a un deuxième axe sensiblement transversal Y2 et le deuxième moyen de liaison 6 a un deuxième axe sensiblement transversal Y3. La fusée de roue 4 et les moyens de liaison 5, 6 sont disposés sur un même axe sensiblement vertical Z, perpendiculaire à l'axe longitudinal X du véhicule. En d'autres termes, les premier, deuxième et troisième axes transversaux Y1, Y2, Y3 sont parallèles entre eux et disposés dans un même plan YZ comprenant l'axe sensiblement vertical Z. Le plan YZ correspond au plan de coupe du dispositif de liaison de la figure 2. Tel qu'illustré sur la figure 2, le dispositif de liaison 1 est destiné à relier une roue (non représentée) par l'intermédiaire d'un moyeu de roue 7 à une structure d'un véhicule automobile, tel qu'un châssis. Le porte fusée de roue 3 comprend également des ailettes 3a situées en partie supérieure du porte fusée de roue 3 assurant la fixation des étriers de frein (non représentés). La fusée de roue 4, d'axe transversal Y1, est un arbre de forme fuselée, inséré dans un alésage 3b du porte fusée de roue 3. La fusée de roue 4 et le porte fusée de roue 3 peuvent également être réunis en une seule pièce. La fusée de roue 4 supporte les roulements à rouleaux coniques 8 du moyeu de roue 7 et présente une extrémité filetée 4a coopérant avec un écrou de réglage 9 destiné à régler le roulement à rouleaux coniques 8. La fusée de roue 4 vient donc s'insérer dans l'alésage 7a du moyeu de roue 7 et la roue (non représentée) est ainsi montée à rotation sur la fusée de roue 4. Un capot de protection 10 peut être disposé à une extrémité de l'alésage 7a du moyeu de roue 7 afin d'éviter la pénétration de polluants dans l'alésage 7a et dans le roulement à rouleaux coniques 8. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, un support de capteur 11, d'axe Y1, est disposé sur le porte fusée de roue 3. Le support de capteur 11, de forme générale circulaire, comprend une encoche 11a destinée à coopérer avec un capteur l lb de rotation de la roue. Dans l'exemple illustré, le porte fusée de roue 3 directement fixé sur le bras longitudinal 2a de l'essieu 1. Le bras longitudinal 2a comprend à une extrémité 2d une première portion de fixation 12 du premier moyen de liaison 5 et une deuxième portion de fixation 13 du deuxième moyen de liaison 6. Le premier moyen de liaison 5, d'axe transversal Y2 parallèle à l'axe Y1, comprend une articulation hydro élastique comportant une bague intérieure 5a, une bague extérieure 5b et un élément élastique 5c, par exemple, du caoutchouc, disposé entre les bagues intérieure 5a et extérieure 5b. L'articulation hydro élastique est montée serrée dans un alésage 3c situé sur le porte fusée de roue 3. L'alésage 3c s'étend transversalement vers le bras longitudinal 2a au-delà du premier moyen de liaison 5 par un rebord annulaire 3d. Un ensemble vis 14 et rondelle 15 assure le maintien en translation suivant l'axe transversal Y2 de l'articulation hydro élastique. En effet, la partie cylindrique 14a de la vis 14 est insérée dans l'alésage 5d de la bague intérieure 5a et la partie filetée 14b de la vis 14 est vissée dans un taraudage 12a pratiqué dans la première portion de fixation 12 du bras longitudinal 2a. En variante, on pourrait prévoir de fixer le porte fusée de roue 3 sur le bras 2a par l'intermédiaire d'un plateau fusée (non représenté). La liaison hydro élastique permet de maitriser et de limiter le débattement du porte fusée de roue 3. Toutefois, l'utilisation d'une articulation élastique ou hydro-élastique différente de celle décrite pourrait être envisagée dans la mesure où l'effet est similaire. Le deuxième moyen de liaison 6, d'axe transversal Y3 parallèle aux axes Y1 et Y2, comprend une liaison pivot réalisée par un roulement 16, tel que par exemple un roulement à rouleaux coniques supporté par un arbre transversal 17 présentant une extrémité filetée 17a et une extrémité 17b présentant une collerette annulaire. Le roulement à rouleaux coniques 16 comprend une bague intérieure 16a, une bague extérieure 16b et une ou deux rangées de rouleaux coniques 16c disposées entre les bagues 16a, 16b. La bague extérieure 16b est montée serrée dans un alésage 3e, d'axe Y3, du porte fusée de roue 3, de sorte que le porte fusée de roue 3 pivote autour de l'axe Y3. L'extrémité filetée 17a de l'arbre transversal 17 coopère avec un écrou 17c et l'extrémité à collerette 17b coopère avec la deuxième portion de fixation 13 du bras 2a afin d'assurer la liaison entre le porte fusée de roue 3 et le bras longitudinal 2a. Un capot de protection 18 peut être disposé à une extrémité de l'alésage 3e du porte fusée 3 afin d'éviter la pénétration de polluants dans le roulement à rouleaux coniques 16. En variante, on pourrait envisager l'utilisation d'un roulement à double rangée de billes. En variante, on pourrait fixer le deuxième moyen de liaison 6 sur le bras 2a par l'intermédiaire d'un plateau fusée (non représenté). Le porte fusée de roue 3, la fusée de roue 4 et les deux moyens de liaison 5, 6 forment un unique sous ensemble destiné à être monté sur la structure du véhicule par l'intermédiaire du bras longitudinal 2a. Le plateau fusée pourrait en variante faire partie de ce sous ensemble. Le premier moyen de liaison 5 est disposé entre la fusée de roue 4 et le deuxième moyen de liaison 6 de manière à faire pivoter le porte fusée de roue 3 autour de l'axe transversal Y3 et à le guider en déplacement sur une trajectoire courbe sensiblement longitudinale sensiblement suivant l'axe X, en cas de présence d'un obstacle sur le sol. En effet, lorsque la roue rencontre un obstacle sur le sol, cette roue subit un effort ayant une composante longitudinale et une composante verticale. La composante longitudinale, suivant l'axe X, s'applique directement à la fusée de roue, et engendre un déplacement de la roue. Ce déplacement de la roue est appelé « recul de roue ». Le recul de roue, en cas d'obstacle permet de diminuer les efforts transmis au train de roue du véhicule. La rotation du porte fusée de roue 3 suivant l'axe Y3 est autorisée par la liaison pivot 6 mais son débattement est limité par la liaison hydro-élastique 5, par exemple d'une amplitude d'environ 5mm, ce qui permet de maitriser le recul de roue. La première portion de fixation 12 du bras 2a comprend en outre une portion annulaire 12b en saillie vers le porte fusée de roue 3. La portion annulaire 12b est en contact avec la liaison hydro élastique 5 et se trouve entourée par le rebord annulaire 3d du porte fusée de roue 3. La portion annulaire 12b présente un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 3c du rebord annulaire 3d. Le jeu J entre les deux diamètres est dans une gamme de 5 à 7 mm suivant les caractéristiques de la liaison hydro-élastique. En cas de rupture de la vis de fixation 14 du premier moyen de liaison 5, le rebord annulaire 3d associé à l'ajout de matière 12b de la première portion de fixation 12 du bras longitudinal 2a forment un moyen de limitation en rotation du porte fusée de roue 3 autour du troisième axe transversal Y3. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, dans lequel les mêmes éléments ont les mêmes références, le bras longitudinal 2a comporte également deux butées 19, de forme générale parallélépipédiques disposées de part et d'autre de la portion annulaire 12b afin de former une butée en rotation avec le rebord annulaire 3d du porte fusée de roue 3. Les butées 19 sont disposées symétriquement par rapport à l'axe sensiblement vertical Z. En variante on pourrait prévoir de telles butées sur un plateau fusée. Le rebord annulaire 3d associé aux butées 19 du bras longitudinal 2a forment un moyen de limitation en rotation du porte fusée de roue 3 autour du troisième axe transversal Y3 en cas de rupture du premier moyen de liaison 5 et notamment de la vis de fixation 14. Grâce à la liaison pivot, qui autorise la rotation du porte fusée de roue suivant l'axe Y3, le déplacement de la fusée de roue présente un mouvement oscillatoire dont la trajectoire est un arc de cercle centré sur l'axe transversal Y3 du deuxième moyen de liaison. Plus l'axe transversal Y3 est proche du point de contact de la roue sur le sol, plus cette trajectoire sera longitudinale suivant l'axe X. Le roulement de la liaison pivot permet de bloquer les translations suivants tous les axes X, Y, Z, ainsi que les rotations suivant les axes X et Z, permettant ainsi de régler le carrossage des roues. Le carrossage étant l'angle entre la roue et le plan perpendiculaire au sol, suivant l'axe Z. Le réglage du carrossage permet d'obtenir une usure uniforme du pneu. Grâce à l'invention, l'amortissement de la composante longitudinale est amélioré par les deux moyens de liaison disposés sur un même axe vertical. Par ailleurs, les moyens de limitation en rotation permettent de sécuriser la rotation du porte fusée de roue en cas de rupture de l'axe oscillant, afin d'éviter d'endommager la structure du véhicule. De plus, le dispositif de liaison est facile à mettre en place dans la mesure où il constitue un sous ensemble monté au préalable. REVENDICATIONS1. Dispositif de liaison d'une roue à une structure de véhicule automobile comprenant un essieu (2) comportant au moins deux bras sensiblement longitudinaux (2a) par rapport au véhicule dont une extrémité (2b) est destinée à être liée à la structure du véhicule et un porte fusée de roue (3) supportant une fusée de roue (4), avec un premier axe sensiblement transversal (Y1), sur laquelle est montée à rotation la roue et deux moyens de liaison (5, 6) au bras longitudinal (2a), avec respectivement un deuxième et troisième axes sensiblement transversaux (Y2, Y3), lesdits premier, deuxième et troisième axes transversaux (Y1, Y2, Y3) étant disposés dans un même plan (YZ), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de limitation en rotation (3d, 12b, 19) du porte fusée de roue (3) autour du deuxième axe sensiblement transversal (Y2), en cas de rupture du premier moyen de liaison (5). 2. Dispositif de liaison selon la revendication 1, dans lequel le porte fusée (3) comprend un alésage (3c) dans lequel est monté le premier moyen de liaison (5), et un rebord annulaire (3d) s'étendant transversalement vers le bras (2a) de l'essieu (2) au-delà du premier moyen de liaison (5), formant une butée. 3. Dispositif de liaison selon la revendication 2, dans lequel le porte fusée (3) est monté directement sur le bras longitudinal (2a) de l'essieu (2), le bras longitudinal (2a) comprenant une portion annulaire (12b) en saillie vers le porte fusée de roue (3), de diamètre sensiblement inférieur au diamètre de l'alésage (3c) du porte fusée (3). 4. Dispositif de liaison selon la revendication 3, dans lequel la portion annulaire (12b) comprend deux butées (19) disposées symétriquement par rapport à un axe sensiblement vertical (Z) perpendiculaire aux axes transversaux (Y1, Y2, Y3). 5. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moyen de liaison(5) est disposé entre la fusée de roue (4) et le deuxième moyen de liaison (6). 6. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le porte fusée de roue (3), la fusée de roue (4) et les moyens de liaison (5, 6) forment un sous ensemble unique monté sur le bras longitudinal (2a) de l'essieu (2). 7. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moyen de liaison (5) comprend une articulation élastique ou hydro élastique montée sur le porte fusée de roue (3) et une vis de fixation (14) au bras (2a) de l'essieu (2). 8. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième moyen de liaison (6) comprend une articulation pivot avec un troisième axe transversal (Y3) parallèle aux premier et deuxième axes transversaux (Y1, Y2) de manière à faire pivoter le porte fusée de roue (3) autour dudit troisième axe transversal (Y3). 9. Véhicule automobile comprenant une caisse, au moins deux roues reposant sur le sol et un dispositif de liaison (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.