Brevet FR2999115A1 — publié le 20140613

-1- ESSIEU HYBRIDE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte au domaine technique des essieux hybrides de véhicule automobile. L'invention vise plus particulièrement la liaison d'une traverse aux bras de l'essieu. Il est connu, dans ce domaine technique, des essieux composés de deux bras essentiellement longitudinaux, destinés notamment à porter les roues, reliés entre eux par une traverse deformable en torsion. Le document FR 2761304 décrit la liaison de la traverse aux bras par l'intermédiaire d'une bride présentant une face plane et un alésage de forme conjuguée à la forme tubulaire de l'extrémité de la traverse. Cette dernière est solidarisée, par des cordons de soudure, à ladite bride. Par ailleurs, des boulons traversant la bride selon un axe parallèle à l'axe longitudinal de la traverse et perpendiculairement à la face plane, permettent la fixation de la bride au bras. La présente invention vise à améliorer la tenue mécanique d'une traverse aux bras d'essieu, les bras étant préférentiellement en aluminium et la traverse en acier. A cette fin, la présente invention est atteinte à l'aide d'un essieu arrière de véhicule automobile, comportant deux bras longitudinaux de support des roues, une traverse reliant les deux bras et présentant une section d'extrémité tubulaire, la traverse étant fixée, par soudage, à chacune de ses extrémités, à une bride, ladite bride étant liée mécaniquement aux bras longitudinaux, au moins l'une des brides présentant un évidement de forme complémentaire à la section d'extrémité de la traverse, caractérisé en ce que : - la bride comporte une collerette ou portion(s) de collerette dans le prolongement de la paroi définissant l'évidement, - la hauteur de la collerette ou portion(s) de collerette est variable, - 2 - et en ce que la traverse est soudée à la bride par un cordon de soudure à la jonction entre l'extrémité libre de la collerette ou portion(s) de collerette et la traverse. La présente invention est ainsi caractérisée, selon un premier aspect, par une augmentation du bord libre de la collerette ou portion(s) de collerette, permettant ainsi une augmentation de la longueur de soudure entre la traverse et la bride, ce qui permet de renforcer mécaniquement la liaison. Selon d'autres aspects complémentaires : - la hauteur de la collerette ou portion(s) de collerette présente au moins une variation régulière entre une valeur minimale min et une valeur maximale ,emax-f - l'extrémité de la traverse est positionnée sur la paroi définissant l'évidement de la bride, un second cordon de soudage étant réalisé à la jonction entre l'extrémité de traverse et ladite paroi, - la bride se présente sous la forme d'une plaque, la collerette ou portion de collerette s'étendant sensiblement perpendiculairement à cette plaque, - la traverse est en acier et les bras en aluminium ou alliage d'aluminium, - la bride est reliée au bras par une liaison mécanique de type vissage, la bride comportant au moins cinq trous de passage de vis ou d'écrous répartis de manière non uniforme autour de l'évidement, en étant préférentiellement plus rapprochés en partie inférieure de la bride lorsqu'elle est montée sur le bras, - chaque trou de passage de vis ou d'écrous présente un taraudage, - l'essieu présente un évidement dans lequel la traverse se prolonge, ainsi qu'une seconde bride de maintien de la traverse, les - 3 - deux brides étant disposées de part et d'autre du bras et liées chacune à la traverse par un moins un cordon de soudure. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une traverse équipée de brides selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en perspective de la liaison d'une traverse à un bras d'essieu à l'aide d'une bride selon un premier mode de réalisation, - les figures 3 et 4 sont des vues d'une bride dans le premier mode de réalisation selon deux perspectives différentes, - la figure 5 est une vue en perspective de la liaison d'une traverse à un bras d'essieu à l'aide d'une bride selon un second mode de réalisation, - la figure 6 représente une coupe longitudinale de la liaison de la traverse à un bras d'essieu, au niveau de sa fixation. Selon la présente invention, en référence aux figures 1 et 2, un essieu 1 arrière de véhicule automobile comporte deux bras 4 (un seul représenté), reliés entre eux par une traverse 2, par l'intermédiaire de deux brides 6. La figure 2 montre plus précisément la liaison de l'une des extrémités de la traverse à la bride et à l'un des bras 4, l'autre extrémité de la traverse et sa liaison au second bras 4, non représentées, étant de configuration similaire. La partie d'essieu 1 représentée comprend : - un bras 4 constituée d'une pièce massive présentant une face plane 48 d'accueil de la bride 6, s'étendant selon le plan normalisé x-z, -4- - en partie arrière, une empreinte 42 de réception d'un ressort de type hélicoïdal de suspension, ainsi qu'une zone 46 assurant la liaison au support de roue et à un amortisseur, non représentés, - en partie avant, une extrémité 44 de liaison à la caisse du 5 véhicule, non représenté, à l'aide d'une articulation élastique non représentée, tel qu'il est connu dans le domaine. La traverse 2 présente préférentiellement un profil fermé, par exemple en V, se terminant, à ses extrémités, par une section tubulaire. Elle a été présentée, sur les figures 2 et 5, sous un aspect 10 semi-transparent afin de visualiser sa liaison à la bride 6. Cette dernière, en référence aux figures 3 à 5, se présente sous la forme d'une plaque de forme générale rectangulaire, présentant une épaisseur e, et comportant une face plane 60, un alésage central 62 dont la forme reprend la forme tubulaire de l'extrémité de 15 traverse, ainsi que des ouvertures 64, 65 de passage de vis ou de boulons pour la fixation de la bride au bras. Cette bride présente préférentiellement une symétrie selon un plan y-z et une symétrie selon un plan x-y. Selon un premier aspect de l'invention, la bride 6 ne comporte 20 pas quatre ouvertures de passage des moyens de sa fixation au bras, tel que le montre par exemple le document FR 2761304, mais cinq ouvertures traversant la bride : en référence à la figure 3, trois ouvertures 64 sont disposées sur les diagonales fictives du rectangle constitué par la face plane de la bride, à proximité de trois des coins 25 dudit rectangle, à l'instar des ouvertures présentées dans le document FR 2761304, et deux ouvertures 65 sont ménagées à proximité du quatrième coin, de préférence l'un des coins inférieur de la bride, qui correspond, lorsque la traverse est positionnée, à la liaison basse côté arrière du train. - 5 - Cette disposition, qui ajoute donc un moyen supplémentaire de fixation de la bride au train, permet de renforcer la tenue mécanique. Il est en effet démontré que les sollicitations les plus sévères sont, d'une part les percussions d'avant vers l'arrière du train, et d'autre part les fortes compressions verticales. Dans une variante de réalisation, la liaison basse située vers l'avant du train est également dédoublée pour renforcer la tenue mécanique. Selon un second aspect de l'invention, en référence notamment aux figures 1, 2, 4 et 5, la bride 6 comporte une collerette ou portion(s) de collerette métallique autour de l'alésage central 62, sur la face opposée à la face plane 60, se prolongeant perpendiculairement à la face de la bride 6. De préférence, cette collerette ou portion(s) de collerette est issue de la bride, par exemple lors d'une opération de moulage. Les différentes réalisations de cette collerette ou portion(s) de collerette ont en commun que le bord libre de cette collerette ou portion(s) de collerette n'est pas inscrit dans un plan parallèle à celui défini par la face plane 60 de la bride. Autrement dit, la hauteur .e de la collerette est variable entre une valeur min et ,e max. Selon un premier mode de réalisation, présenté aux figures 1, 2 et 4, la bride 6 comporte deux portions de collerette 66, 67, l'une étant symétrique de l'autre selon le plan y-z de symétrie de la bride, chaque portion prise individuellement présentant une symétrie selon le plan x-y de symétrie de la bride tels que définis antérieurement dans la description. La forme des collerettes est telle que la valeur min de la hauteur de la collerette est égale à 0 et se situe à proximité du plan de symétrie y-z, la valeur ,emax de la hauteur de la collerette, de l'ordre de 20 à 40 mm, se situant au niveau du plan de symétrie x-y. - 6 - La figure 2 montre l'assemblage de la traverse 2 au bras d'essieu 1. La traverse 2 est tout d'abord introduite dans la bride 6 et fixée à cette dernière par des cordons de soudure 68, 70. Le cordon de soudure extérieur 68 est réalisé à la jonction entre le pourtour des portions de bride 66, 67 et la traverse 2. On voit ici tout l'intérêt d'une longueur importante du pourtour de ces portions de collerette, par le bord libre s'étendant hors d'un plan parallèle à celui défini par la face plane 60 de la bride. L'augmentation de la longueur du bord libre de ces portions de bride permet en effet, en augmentant la longueur du cordon de soudure, de renforcer la tenue mécanique de l'assemblage. Outre l'augmentation de la longueur de soudure, c'est également la diversité des orientations des cordons de soudure qui est importante. Lorsque l'on considère l'assemblage dans une vue en projection selon l'axe z, les cordons de soudure présentent, en grande partie, des orientations majoritairement selon des directions à +45° ou -45° par rapport à la face plane de la bride, ces orientations favorisant la résistance de l'assemblage aux principales sollicitations mécaniques du train. Par ailleurs, un second cordon de soudure intérieur 70 est réalisé entre le bord libre de l'extrémité de la traverse 2 et la paroi de la bride délimitant l'alésage central 62. Ce cordon de soudure est ainsi réalisé au niveau de l'épaisseur de la bride, le positionnement de la traverse dans la bride doit donc être minutieusement réalisé afin que ce cordon de soudure puisse être effectué. Ce second cordon de soudure vient renforcer la résistance mécanique de l'assemblage. Selon un autre mode de réalisation présenté figure 5, la bride, qui porte la référence 76, comporte une collerette 80 continue présentant les mêmes caractéristiques d'orientation générale que les portions 66, 67 définies précédemment. Toutefois, le bord libre 82 - 7 - de cette collerette présente une alternance d'orientations différentes, qui, vue dans une projection selon l'axe z, représentent une alternance d'orientations à +45° / -45°..., ce qui donne à la collerette une forme de vague. Ainsi la variation de la hauteur sur la circonférence de la collerette entre les valeurs min et .emax est cyclique avec une même constance. Cette particularité permet d'augmenter la longueur du cordon de soudure extérieur 84. Selon ce mode de réalisation, un cordon de soudure intérieur 86, à l'instar de celui présenté figure 2, est réalisé. L'invention n'est toutefois pas limitée à un bord libre selon les caractéristiques telles que présentées aux figures 4 et 5, et d'autres variations de hauteur, menant à d'autres orientations, d'autres formes du bord libre de la collerette ou portion(s) de collerette peuvent être réalisées, le principe général étant d'augmenter la longueur de l'interface entre la bride et la traverse pour obtenir une longueur plus importante du cordon de soudure qu'en l'absence de collerette ou avec une collerette de hauteur constante. L'assemblage de la traverse-bride est ensuite fixé au bras 4 au niveau de la zone plane précédemment évoquée, qui comporte des ouvertures correspondantes aux ouvertures 64, 65 de la bride. L'assemblage est mécanique par un moyen de fixation de type écrou / boulons. Selon l'exemple proposé, l'assemblage vissé est avantageusement constitué par des vis 90 et des taraudages réalisés directement dans la bride 6, 76, ce qui permet un léger gain de masse. La présente invention trouve particulièrement son application dans le cas d'essieu dits « hybrides », où la traverse et la bride sont en acier, et le bras est en aluminium, la liaison directe par soudage -8- de la traverse sur le bras étant alors plus délicate à réaliser, compte tenu des matériaux en présence. D'autres variantes de réalisation peuvent être envisagées selon les configurations de bras d'essieu. Il peut ainsi être envisagé que la bride ait une forme plus complexe que la plaque présentée dans la présente description, selon la complexité du bras sur laquelle elle est fixée. Par ailleurs, d'autres variantes peuvent également être envisagées selon l'exigence de tenue mécanique souhaitée. Une seconde bride 6, 76 peut ainsi être disposée sur une face extérieure au bras 4, ce dernier présentant alors un évidement pour le passage de la traverse qui est alors soudée aux deux brides. REVENDICATIONS1. Essieu arrière (1) de véhicule automobile, comportant deux bras (4) longitudinaux de support des roues, une traverse (2) reliant les deux bras (4) et présentant une section d'extrémité tubulaire, la traverse (2) étant fixée, par soudage, à chacune de ses extrémités, à une bride (6, 76), ladite bride (6, 76) étant liée mécaniquement aux bras (4) longitudinaux, au moins l'une des brides (6, 76) présentant un évidement (62) de forme complémentaire à la section d'extrémité de la traverse (2), caractérisé en ce que - la bride (6, 76) comporte une collerette (80) ou portion(s) de collerette (66, 67) dans le prolongement de la paroi définissant l'évidement (62), - la hauteur ,e de la collerette (80) ou portion(s) de collerette (66, 67) est variable, et en ce que la traverse (2) est soudée à la bride (6, 76) par un cordon de soudure (68, 84) à la jonction entre l'extrémité libre de la collerette (80) ou portion(s) de collerette (66, 67) et la traverse (2). 2. Essieu arrière (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la hauteur ,e de la collerette (80) ou portion(s) de collerette (66, 67) présente au moins une variation régulière entre une valeur minimale min et une valeur maximale .emax. 3 Essieu arrière (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité de la traverse (2) est positionnée sur la paroi définissant l'évidement (62) de la bride (6, 76), et en ce qu'un second cordon de soudage (70, 86) est réalisé à la jonction entre l'extrémité de traverse (2) et ladite paroi. 4. Essieu arrière (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride (6) se présente sous la forme d'une plaque, la collerette (80) ou portion de collerette (66, 67) s'étendant sensiblement perpendiculairement à cette plaque.-10- 5. Essieu arrière (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la traverse (2) est en acier et les bras (4) en aluminium ou alliage d'aluminium. 6. Essieu arrière (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride (6, 76) est reliée au bras (4) par une liaison mécanique de type vissage, et en ce que la bride (6, 76) comporte au moins cinq trous (64, 65) de passage de vis ou d'écrous (90) répartis de manière non uniforme autour de l'évidement (62), en étant préférentiellement plus rapprochés en partie inférieure de la bride (6, 76) lorsqu'elle est montée sur le bras (4). 7. Essieu arrière (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque trou (64, 65) de passage de vis ou d'écrous présente un taraudage. 8. Essieu arrière (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un évidement dans lequel la traverse (2) se prolonge, ainsi qu'une seconde bride (6, 76) de maintien de la traverse (2), les deux brides (6, 76) étant disposées de part et d'autre du bras et liées chacune à la traverse (2) par un moins un cordon de soudure (70, 84).20