Brevet FR3057233A1 — publié le 20180413

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN BRAS DE SUSPENSION SUR UNE CAISSE EN ALUMINIUM D'UN VEHICULE L'invention se rapporte aux domaines de l'automobile et de la mécanique. Elle trouve une application avantageuse sous la forme d'un dispositif de fixation d'un bras de suspension sur une caisse en aluminium d'un véhicule automobile. On rappelle qu'un bras de suspension est un organe de châssis qui relie un support de roue (avant ou arrière) d'un véhicule à la caisse du véhicule ou à un berceau fixé à la caisse. Les bras de suspension sont donc solidaires de la caisse, ils sont notamment fixés à un longeron de la structure de caisse, ou à un élément de structure du berceau. On connaît par exemple par le document FR2832686A1 une structure avant de véhicule automobile en berceau comportant une pièce intermédiaire massive en aluminium comprenant une chape d'articulation d'une extrémité d'un triangle de suspension, une deuxième articulation étant disposée au moyen de vis dans une partie en acier du berceau. Dans le cas d'une caisse en aluminium avec une fixation de bras de suspension à la structure de caisse, il est important d'assurer un assemblage vissé robuste qui soit sans contrainte dans chacune des pièces en aluminium. En effet, les liaisons ne doivent pas glisser en utilisation et des contraintes dans les pièces aluminium nuiraient au comportement en fatigue de ces pièces. Pour rattraper les jeux de montage, il n'est donc pas question de recourir uniquement à la tension de vis. Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un dispositif de fixation d'un bras sur une caisse en aluminium apte à rattraper les jeux sans contraindre les pièces en aluminium. A cette fin, l'invention propose un dispositif de fixation d'un bras de suspension d'un véhicule à une caisse en aluminium dudit véhicule, ledit bras étant du type triangle comportant deux branches convergentes, chaque 3057233 2 branche comportant une extrémité de liaison à l'autre branche, formant une zone de support destinée à être couplée à une roue, et une extrémité de fixation à la structure de caisse dudit véhicule, les trois extrémités étant disposées en triangle, chacune des deux extrémités de fixation à la structure 5 de caisse comportant un support d'articulation, ledit support comportant un évidement interne d'articulation, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une chape indépendante de ladite caisse, ladite chape formant une interface entre le bras de suspension et ladite caisse et comportant un moyen de solidarisation entre au moins un desdits supports d' 10 articulation du bras de suspension et ladite chape et des moyens de fixation entre ladite chape et ladite caisse, lesdits moyens de fixation comportant au moins un trou oblong de passage d'une vis de fixation à ladite caisse. Grâce à l'invention, la chape forme une interface solidarisant la caisse avec le bras de suspension tout en intégrant des moyens de reprise de jeux 15 grâce à le/aux trou(s) oblong(s), que ce soit pour une articulation élastique de type rotule ou pivot en fonction des degrés de liberté recherchés. Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif comporte au moins deux chapes indépendantes de ladite caisse formant une paire de chapes disposées de chaque côté dudit évidement interne d'articulation dudit au moins 20 un desdits supports, ledit évidement traversant l'extrémité de fixation associée audit au moins un desdits supports. Cette caractéristique permet de mieux s'adapter à une articulation élastique de type pivot, à la géométrie du bras et de la caisse ainsi qu'aux efforts notamment dans le cadre des triangles supérieurs. 25 Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdits moyens de fixation de ladite paire de chapes comportent dans leur ensemble un seul trou circulaire, les autres trous étant de forme oblongue. Cette caractéristique permet d'assurer la référence géométrique de la pièce au moyen du trou circulaire tout en rattrapant les jeux au moyen des trous oblongs, garantissant 30 ainsi un bon comportement en fatigue du triangle et des chapes non contraints géométriquement. 3057233 3 Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit évidement interne d'articulation dudit au moins desdits supports est disposé sensiblement selon l'axe d'avancement du véhicule, ledit évidement étant apte à recevoir une vis de solidarisation auxdites au moins deux chapes disposées chacune 5 latéralement de ladite extrémité de fixation associée dudit bras. Cette caractéristique de fixation au moyen d'une vis permet un système démontable de dimensions réduites. Pour compléter ce dispositif d'articulation élastique, l'évidement comporte également une douille dans laquelle s'insère la vis de solidarisation. 10 Selon une autre caractéristique avantageuse, chaque chape de ladite paire de chapes comporte au moins un trou de passage apte à accueillir ladite vis de solidarisation solidarisant ladite chape avec l'évidement interne transversal traversant d'articulation de ladite extrémité de fixation associée dudit bras. Cette caractéristique permet un assemblage simple de ladite 15 extrémité de fixation du bras à chaque chape latérale. Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdites deux chapes solidarisant ladite extrémité de fixation associée à la caisse sont reliées entre elles au moyen de ladite vis de solidarisation traversant ledit évidement. L'avantage de cette caractéristique est qu'elle permet un pré-assemblage du 20 bras et des chapes latérales avant leur montage sur la caisse, assemblage conservant la qualité d'articulation de la liaison. Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdites deux chapes sont en acier, ce qui garantit une résistance mécanique satisfaisante et une bonne reprise de contraintes, notamment de chaque côté de l'extrémité du bras pour 25 le serrage vis-écrou. L'invention concerne un véhicule automobile comportant un tel dispositif de fixation d'un bras de suspension à une caisse en aluminium. Ce véhicule présente des avantages analogues à ceux du dispositif. 3057233 4 D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré, mais non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles: la figure 1 représente un exemple de dispositif de fixation selon 5 l'invention d'un bras de suspension arrière supérieur à un longeron en aluminium d'une caisse d'un véhicule automobile, la figure 2 est un exemple de dispositif de fixation d'un bras de suspension arrière inférieur à un élément de la caisse en aluminium d'un véhicule automobile conforme à l'invention. 10 Dans l'ensemble du texte les directions et orientations sont désignées en référence à un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile, dans lequel X désigne la direction longitudinale du véhicule, dirigé vers l'arrière, Y est la direction transversale au véhicule, dirigé vers la droite et Z est la direction verticale dirigée vers le haut. Les notions 15 « avant » et « arrière » sont indiquées en référence au sens de marche normal vers l'avant du véhicule. Dans l'ensemble de la description le terme « sensiblement » signifie qu'un léger écart peut être admis par rapport à une position ou orientation nominale déterminée, par exemple « sensiblement vertical » signifie qu'un écart de l'ordre de 10° par rapport à une orientation 20 strictement verticale est admis dans le cadre de l'invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1 25 représente un dispositif de fixation d'un bras de suspension BS supérieur droit du train arrière à un longeron L en aluminium d'une caisse d'un véhicule VEH automobile. Le bras de suspension BS disposé sensiblement à l'horizontale est du type triangle comportant deux branches convergentes, chaque branche comportant une extrémité de liaison EL à l'autre branche, formant une zone de 30 support destinée à être couplée à une roue, et une extrémité de fixation EF à la structure de caisse dudit véhicule, les trois extrémités étant disposées en 3057233 5 triangle, chacune des deux extrémités de fixation EF au longeron L comportant un support d'articulation, ledit support comportant un évidement interne transversal traversant d'articulation. Il s'agit d'une vue sans vis représentée (pour des motifs de clarté) dans laquelle le bras de suspension BS et ses deux 5 paires de chapes C sont espacés du longeron L, comme dans un schéma de montage, pour mieux faire apparaître les caractéristiques du dispositif de fixation. Chacune des deux extrémités de fixation EF est rendue solidaire du longeron L au moyen d'une paire de chapes C indépendantes de la caisse. Chaque chape C comporte plusieurs trous de passage de vis de fixation au 10 longeron L, les vis ne sont pas représentées dans un souci de clarté mais deux axes, F1 et F2, de passage de vis de fixation ont été représentés en pointillés tiret-point, les autres axes n'ayant pas été représentés dans un souci de clarté. Ces vis de fixation des chapes C sur le longeron L sont de diamètre 10 mm, vis et écrous étant en acier. Les vis de fixation étant vissées dans le longeron L en 15 aluminium, celui-ci est taraudé avec un diamètre de 10 mm, les douilles D taraudées (seulement quelques-unes d'entre elles étant fléchées sur la figure dans un souci de clarté) du longeron L taraudé accueillant les vis de fixation. Les trous de passage de vis de fixation au longeron L dans les deux paires de chapes C comportent dans leur ensemble un seul trou circulaire TC, les autres 20 trous étant de forme oblongue. Les trous oblongs TO sont composés de deux demi-cylindres de diamètre de 12 mm espacés de 5 mm de vide, ce qui signifie que le trou oblong TO est de 12 mm de diamètre et de 17 mm de longueur, l'étirement étant dans la direction X d'avancement du véhicule VEH. Le trou circulaire TC est de diamètre 10,2 mm, pour la reprise de jeu, le taraudage du 25 longeron L étant de 10 mm de diamètre. Ces trous permettent à la fois un positionnement précis sur la caisse et un rattrapage des jeux, notamment ceux liés à la fabrication du bras de suspension BS. Les évidements internes transversaux traversant des deux supports d'articulation des deux extrémités de fixation EF sont disposés sensiblement selon l'axe X d'avancement du 30 véhicule VEH, chaque évidement recevant une vis de solidarisation aux deux chapes C disposées chacune latéralement, c'est-à-dire de chaque côté, de 3057233 6 l'évidement. Plus précisément, chaque évidement accueille une douille, dans laquelle vient se loger la vis de solidarisation pour former une articulation pivot élastique permettant de mettre le bras BS en rotation selon un axe sensiblement parallèle à l'axe X d'avancement du véhicule VEH. Deux chapes 5 C entourent donc latéralement chaque extrémité de fixation EF et la géométrie des chapes C s'adapte à la géométrie du longeron L en aluminium de la caisse. Dans l'exemple, une chape C par paire de chapes C de chacune des deux extrémités de fixation EF comporte une pliure de section courbe apte en cas de choc à se déformer et à absorber une partie de l'énergie liée au choc. 10 Chaque chape C comporte donc un trou de passage (non visualisable) apte à accueillir la vis de solidarisation solidarisant la chape C avec l'évidement interne transversal traversant d'articulation de ladite extrémité de fixation EF du bras BS. Les deux chapes C solidarisant chaque extrémité de fixation EF à la caisse sont disposées latéralement de ladite extrémité de fixation EF du bras 15 BS de manière à être chacune d'un côté de l'évidement du bras BS et reliées entre elles au moyen d'une vis de solidarisation traversant l'évidement. Les deux chapes C sont en acier, ce qui garantit une résistance mécanique satisfaisante et une bonne reprise de contraintes, notamment de chaque côté de l'extrémité du bras BS pour le serrage vis-écrou entre la vis de 20 solidarisation et son écrou (non représenté). Le bras de suspension BS est ici forgé en aluminium monobloc. Sur la figure 2 est représenté un autre mode de réalisation de l'invention. Il s'agit du dispositif de fixation du bras de suspension BS inférieur gauche du train arrière sur un élément ET de caisse en aluminium d'un 25 véhicule VEH automobile. De la même façon que précédemment, il s'agit d'une vue sans vis représentée (pour des motifs de clarté) dans laquelle le bras de suspension BS et sa paire de chapes C sont espacés de l'élément de caisse ET pour mieux faire apparaître les caractéristiques du dispositif de fixation. Dans ce mode de réalisation, seule une des deux extrémités de fixation EF du 30 bras de suspension BS présente le dispositif de fixation selon l'invention. En effet, une seule paire de chapes C est utilisée pour fixer l'extrémité de fixation 3057233 7 EF avant (par rapport à l'axe X d'avancement du véhicule VEH) du bras de suspension BS alors que l'extrémité de fixation EF arrière du bras BS de suspension est directement fixée dans des protubérances de l'élément ET en aluminium. Les jeux sont donc ici repris d'un seul côté du bras de suspension 5 BS. L'axe S de solidarisation entre le bras BS et le la paire de chapes C étant plus identifiable sur cette figure, il a été représenté en pointillés tiret-point sur la figure. Dans ce mode de réalisation tous les trous de fixation de la paire de chapes C sur l'élément de caisse ET sont oblongs car la référence géométrique du bras de suspension BS est faite par la fixation de l'extrémité de 10 fixation EF arrière du bras BS de suspension. Les quatre trous oblongs TO (une des flèches étant en pointillé pour indiquer où se positionne le quatrième trou oblong TO qui n'est pas directement visible sur la figure) du dispositif de fixation permettent donc de reprendre les dispersions géométriques du bras de suspension BS inférieur gauche. 15 REVENDICATIONS1. Dispositif de fixation d'un bras de suspension (BS) d'un véhicule (VEH) à une caisse en aluminium dudit véhicule (VEH), ledit bras (BS) étant du type triangle comportant deux branches convergentes, chaque branche comportant une extrémité de liaison (EL) à l'autre branche, formant une zone de support destinée à être couplée à une roue, et une extrémité de fixation (EF) à la structure de caisse dudit véhicule (VEH), lesdites extrémités étant disposées en triangle, chacune des deux extrémités de fixation (EF) à la structure de caisse comportant un support d'articulation, ledit support comportant un évidement interne d'articulation, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une chape (C) indépendante de ladite caisse, ladite chape (C) formant une interface entre le bras de suspension (BS) et ladite caisse et comportant un moyen de solidarisation entre au moins un desdits supports d' articulation du bras de suspension (BS) et ladite chape (C) et des moyens de fixation entre ladite chape (C) et ladite caisse, lesdits moyens de fixation comportant au moins un trou oblong (TO) de passage d'une vis de fixation à ladite caisse (C). 2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux chapes (C) indépendantes de ladite caisse formant une paire de chapes (C) disposées de chaque côté dudit évidement interne d'articulation dudit au moins desdits supports, ledit évidement traversant l'extrémité de fixation (EF) associée audit au moins un desdits supports. 3. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation de ladite paire de chapes (C) comportent dans leur ensemble un seul trou circulaire (TC), les autres trous étant de forme oblongue (TO). 3057233 9 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit évidement interne d'articulation dudit au moins desdits supports est disposé sensiblement selon l'axe (X) d'avancement du véhicule (VEH), ledit évidement étant apte à recevoir une vis de solidarisation auxdites au moins deux chapes (C) 5 disposées chacune latéralement de ladite extrémité de fixation (EF) associée dudit bras (BS). 5. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que chaque chape (C) de ladite paire de chapes comporte au moins un trou de passage 10 apte à accueillir ladite vis de solidarisation solidarisant ladite chape (C) avec l'évidement interne transversal traversant d'articulation de ladite extrémité de fixation (EF) associée dudit bras (BS). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en 15 ce que lesdites deux chapes (C) solidarisant ladite extrémité de fixation (EF) associée à la caisse sont reliées entre elles au moyen de ladite vis de solidarisation traversant ledit évidement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 20 caractérisé en ce que lesdites deux chapes (C) sont en acier. 8. Véhicule (VEH) automobile comportant un dispositif de fixation d'un bras de suspension (BS) à une caisse en aluminium selon l'une quelconque des revendications précédentes. 25