Brevet FR3091848A1 — publié le 20200724

Description Titre de l'invention : Porte-fusée comprenant un premier évidement, un second évidement et une nervure [0001] La présente demande concerne le domaine des porte-fusée pour véhicules au- tomobiles. [0002] De manière classique, un véhicule automobile comprend une pluralité de porte-fusée associés aux roues du véhicule. Un porte-fusée a pour fonction de transmettre les efforts de la chaussée à la caisse lorsque le véhicule roule, lorsque le véhicule freine, et de participer au guidage, au confort et au comportement du véhicule. [0003] A cet effet, un porte-fusée comprend classiquement un alésage recevant un roulement de roue. Un roulement de roue est un palier rotatif comprenant une bague solidaire de l'alésage du porte-fusée et une bague solidaire d'un moyeu lié à une fusée du véhicule et à un disque de freinage. En outre, le porte-fusée comprend une crosse amortisseur étant une première zone permettant la connexion mécanique du porte-fusée avec un élément d'un ensemble d'amortissement du véhicule, un bras de direction étant une deuxième zone permettant la connexion mécanique du porte-fusée avec un élément d'un ensemble de direction du véhicule et une région de rotule étant une troisième zone permettant la connexion mécanique du porte-fusée avec un élément d'un ensemble de suspension du véhicule. En outre, un porte-fusée comprend généralement une région de fixation d'un étrier de frein du véhicule. [0004] Du fait de ses fonctions et des connexions mécaniques avec des ensembles d'amortissement, de direction, de suspension et un étrier de frein du véhicule, un porte-fusée doit respecter un nombre important d'exigences de dimensionnement en termes de tenue aux chocs et d'endurance. Ces exigences s'ajoutent à d'autres exigences de fabrication pour permettre de réaliser le porte-fusée par le procédé défini par le cahier des charges, par exemple un procédé de fonderie. [0005] Or les normes antipollution toujours plus exigeantes obligent les constructeurs à réduire la masse de toutes les pièces d'un véhicule automobile afin de réduire la consommation du véhicule, d'augmenter son autonomie et de réduire les émissions polluantes. Cependant, compte tenu des nombreuses exigences de dimensionnement et de fabrication précitées, relativement peu de tentatives ont été menées pour réduire la masse d'un porte-fusée. [0006] L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités. [0007] Plus précisément, l'invention a pour but de fournir un porte-fusée présentant une masse réduite tout en respectant les exigences de dimensionnement en termes de tenue aux chocs et d'endurance et les exigences de fabrication. 2 [0008] A cet effet, il est proposé un porte-fusée comprenant un alésage cylindrique destiné à recevoir un roulement de roue, une crosse amortisseur, une première oreille pour la fixation d'un étrier de frein et un bras de raccordement s'étendant entre la première oreille et la crosse amortisseur. [0009] Selon une caractéristique générale de cc porte-fusée, la crosse amortisseur comprend un premier évidement, un second évidement et une nervure primaire séparant les premier et second évidements, la nervure primaire présentant une extrémité proximale à la première oreille, l'extrémité proximale étant située dans le prolongement longitudinal du bras de raccordement. [0010] Comme cela sera expliqué par la suite, une telle conception du porte-fusée permet la réalisation des évidements sans compromettre la tenue aux chocs et l'endurance de la pièce ni contrevenir aux exigences de fabrication. [0011] Avantageusement, la nervure primaire est transversale par rapport à une direction longitudinale de la crosse amortisseur. [0012] De préférence, au moins l'un des premier et second évidements est non débouchant. [0013] Encore plus préférentiellement, les premier et second évidements sont non dé- bouchant. [0014] Dans un mode de réalisation préférentiel, le porte-fusée comprend une face externe et une face interne, les premier et second évidements étant adjacents à la face externe. [0015] On peut en outre prévoir une deuxième oreille pour la fixation d'un étrier de frein, la première oreille étant adjacente à la crosse amortisseur relativement par rapport à la deuxième oreille. [0016] Selon un autre mode de réalisation, la nervure primaire est rectiligne et forme un angle compris entre 75° et 80° avec une direction longitudinale de la crosse amortisseur. [0017] Avantageusement, la nervure primaire présente une extrémité proximale à la première oreille et une extrémité distale à la première oreille, une distance entre un axe de l'alésage et l'extrémité distale étant supérieure à une distance entre l'axe de l'alésage et l'extrémité proximale. [0018] De préférence, la nervure primaire présente une épaisseur selon la direction longi- tudinale de la crosse amortisseur comprise entre 9 mm et 14,5 mm. [0019] Une telle plage de valeurs permet de renforcer efficacement le porte-fusée tout en conservant la dépouille permettant des bonnes conditions de démoulage lors de la réalisation du porte-fusée par un procédé de fonderie. [0020] Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la crosse amortisseur comprend deux nervures secondaires longitudinales s'étendant de chaque côté de la nervure primaire, l'épaisseur ep de la nervure primaire selon la direction d'un axe de l'alésage satisfaisant la relation : 3 [0021] [Math .1] esl+es2 0,75 a s- 0,95 2 [0022] où es] et es2 sont les épaisseurs des nervures secondaires au niveau de la nervure primaire selon la direction de l'axe de l'alésage. [0023] De préférence, la crosse amortisseur comprend deux bourrelets de fixation et une rainure transversale par rapport à la direction longitudinale de la crosse amortisseur, la rainure étant intercalée entre les deux bourrelets de fixation. [0024] 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 : [0025] [fig.1] est une vue en perspective d'un porte-fusée selon un mode de réalisation de l'invention, 100261 Ifig.21 est une autre vue en perspective du porte-fusée de la figure 1, et 100271 Ifig.31 est une vue de côté du porte-fusée des figures 1 et 2. 100281 En référence aux figures 1 à 3, on a schématiquement représenté un porte-fusée 2. On définit une base vectorielle 4 orthonormale directe attachée au porte-fusée 2. Le porte-fusée 2 est destiné à être incorporé dans un véhicule automobile (non représenté) au voisinage d'une roue directrice (non représentée). La base vectorielle 4 est constitué d'un vecteur X, d'un vecteur Y et d'un vecteur Z. Dans la présente demande, les termes « inférieur » et « supérieur » seront compris en supposant le porte-fusée 2 normalement monté sur un véhicule disposé sur une surface plane horizontale, c'est-à-dire en supposant le vecteur Z vertical dirigé vers le haut. 100291 Le porte-fusée 2 comporte une face externe 6 (visible sur la figure 1) et une face interne 8 (visible sur la figure 2). Lorsque le porte-fusée 2 est normalement monté sur un véhicule, la face 8 est orientée vers l'intérieur du véhicule automobile et la face 6 est orientée vers l'extérieur du véhicule automobile. C'est-à-dire que la face 6 est orientée vers la roue directrice au voisinage de laquelle le porte-fusée 2 est monté. 100301 Le porte-fusée 2 comporte un alésage 10 débouchant. L'alésage 10 a pour fonction de recevoir une bague extérieure d'un roulement de roue. La bague intérieure du roulement de roue est ermiaanchée sur un moyeu solidaire dune fusée d'une roue directrice du véhicule et d'un disque de freinage (non représenté). A cet effet, l'alésage 10 est cylindrique à section circulaire autour d'un axe 12. L'axe 12 est parallèle au vecteur Y. L'alésage 10 est central par rapport au porte-fusée 2. [0031] Le porte-fusée 2 comprend une oreille de fixation supérieure 14 et une oreille de ep fixation inférieure 16. Les oreilles 14 et 16 sont localisées dans des zones décalées selon la direction du vecteur X et dans un sens inverse à celui du vecteur X par rapport au plan contenant l'axe 12 et le vecteur Z. Chaque oreille 14, 16 comprend un alésage 18, 20 respectif Les alésages 18 et 20 sont sensiblement identiques. Les alésages 18 et 20 sont cylindriques à base circulaire autour d'un axe parallèle à l'axe 12. Les oreilles 14 et 16 et les alésages 18 et 20 permettent la fixation d'un étrier de frein (non représenté) au porte-fusée 2. [0032] L'oreille 14 est contenue dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe 12 et formant un angle de 22,5' avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe 12 et formant un angle de 44' avec le vecteur Z. L'oreille 16 est contenue dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe 12 et formant un angle de 105' avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe 12 formant un angle de 130' avec le vecteur Z. [0033] Le porte-fusée 2 comporte un bras de direction 22. Le bras de direction 22 est situé dans une zone décalée selon la direction et le sens du vecteur X par rapport au plan contenant l'axe 12 et le vecteur Z. Dans la présente demande, sauf lorsqu'il en est indiqué autrement, un angle formé entre le vecteur Z et un plan contenant le vecteur Y sera compris comme l'angle orienté mesuré entre le vecteur Z et le plan en regardant dans un sens opposé au sens du vecteur Y. [0034] Le bras de direction 22 comporte un trou traversant 23. Le trou 23 est cylindrique à base circulaire autour d'un axe parallèle au vecteur Z. De la sorte, le trou 23 peut recevoir un doigt d'un ensemble de direction du véhicule. Dans ce cas, l'ensemble de direction comprend une crémaillère de direction liée à une biellette présentant un doigt reçu dans le trou 23. Il est ainsi réalisé une liaison pivot autour de l'axe du trou 23 entre la biellette et le bras de direction 22. [0035] Le porte-fusée 2 comporte une région de rotule 24. La région de rotule 24 est localisée dans une zone décalée selon la direction du vecteur Z et dans un sens opposé à celui du vecteur Z par rapport au plan contenant l'axe 12 et le vecteur X. La région de rotule 24 peut loger une rotule (non représentée) d'un bras de suspension appartenant à un ensemble de suspension du véhicule. L'ensemble de suspension peut comprendre un berceau lié au bras de suspension. De la sorte, le bras de suspension peut être connecté mécaniquement par une liaison à rotule avec la région de rotule 24. [0036] Le porte-fusée 2 comporte une crosse amortisseur 26. La crosse amortisseur 26 est localisée dans une zone décalée selon la direction et le sens du vecteur Z par rapport au plan contenant l'axe 12 et le vecteur X. Plus précisément, la crosse amortisseur 26 est contenue dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe 12 et formant un angle de -5° avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe 12 et formant un angle de 8° avec le vecteur Z. La crosse amortisseur 26 est oblongue et s'étend selon la direction du vecteur Z. [0037] La crosse amortisseur 26 comporte un bourrelet supérieur 28 et un bourrelet inférieur 30. Les bourrelets 28 et 30 s'étendent entre deux surfaces frontales 32 et 34. Les surfaces 32 et 34 sont perpendiculaires à la direction du vecteur X. Les bourrelets 28 et 30 comprennent deux trous 36 et 38 respectifs. Les trous 36 et 38 sont traversant et cylindriques à section circulaire autour d'un axe parallèle au vecteur X. [0038] Grâce aux trous 36 et 38, il est possible de fixer la crosse amortisseur 26 à une chape d'amortisseur solidaire d'une tige d'amortisseur d'un système d'amortissement du véhicule. Plus précisément, des têtes des écrous d'assemblage boulonné sont en contact axial contre les surfaces de la chape d'amortisseur, elle-même en contact contre les surfaces 32 et 34. [0039] La crosse amortisseur 26 comprend une rainure 40. La rainure 40 est rectiligne et perpendiculaire à la direction longitudinale de la crosse amortisseur 26. En d'autres termes, la rainure 40 s'étend selon la direction du vecteur X. La rainure 40 est intercalée, par rapport à la direction du vecteur Z, entre les bourrelets 28 et 30. [0040] En référence à la figure 2, le bourrelet 28 comporte une gorge longitudinale 42. Le bourrelet 30 comporte une gorge longitudinale 44. Les gorges 42 et 44 s'étendent, depuis les bourrelets 28 et 30 respectifs, selon la direction du vecteur Y et en sens inverse au sens du vecteur Y. Les gorges 42 et 44 sont rectilignes et s'étendent selon la direction du vecteur Z. Par rapport à la direction du vecteur Y. la gorge 42 est délimitée par une surface plane (non référencée) perpendiculaire au vecteur Y. Par rapport à la direction du vecteur Y, la gorge longitudinale est délimitée par une surface cylindrique (non référencée). [0041] En référence aux figures 1 et 3, le porte-fusée 2 comporte un bras de raccordement 46. Le bras 46 est connecté à l'oreille 14 par une extrémité inférieure 48 et à la crosse amortisseur 26 par une extrémité supérieure 50. L'extrémité 50 présente une épaisseur plus importante que l'épaisseur moyenne du bras de raccordement 46. L'extrémité 50 est incluse dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe de l'alésage 18 et formant un angle de -20° avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe de l'alésage 18 et formant un angle de -60° avec le vecteur Z. [0042] En référence à la figure 1, la crosse amortisseur 26 comprend un évidement supérieur 52 et un évidement inférieur 54. Les évidements 52 et 54 s'étendent à l'intérieur de la crosse amortisseur 26, depuis la face externe 6 dans la direction et le sens du vecteur Y. Les évidements 52 et 54 sont non débouchant. [0043] Selon la direction du vecteur X, les évidements 52 et 54 s'étendent entre deux nervures longitudinales 56 et 58. Les nervures 56 et 58 sont sensiblement planes et perpendiculaires au vecteur X. Les nervures 56 et 58 s'étendent selon la direction du vecteur Z sur toute la longueur de la crosse amortisseur 26. L'épaisseur selon la 6 direction du vecteur Y des nervures 56 et 58 devient de plus en plus faible à mesure que l'on s'éloigne de l'alésage 10 et que l'on se rapproche du bourrelet supérieur 28. [0044] En référence à la figure 1, la crosse amortisseur 26 comporte une nervure 60. La nervure 60 sépare les évidements 52 et 54. La nervure 60 est transversale par rapport à la direction du vecteur Z. En d'autres termes, la nervure 60 est rectiligne et forme un angle compris entre 75' et 80' avec le vecteur Z. En l'espèce, la nervure 60 forme un angle compris entre 77' et 79' avec le vecteur Z. La nervure 60 est incluse dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe 12 et formant un angle de 7' avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe 12 et formant un angle de -6' avec le vecteur Z. [0045] La nervure 60 est raccordée par une extrémité inférieure 62 à la nervure 56 et par une extrémité supérieure 64 à la nervure 58. L'extrémité 62 est relativement proximale par rapport à l'oreille 14 alors que l'extrémité 64 est relativement distale par rapport à l'oreille 14. [0046] Comme cela visible sur la figure 1, l'extrémité 62 est située dans le prolongement longitudinal du bras 46. En d'autres termes, quel que soit un secteur angulaire issu de l'axe de l'alésage 18 et contenant l'extrémité 50 du bras 46, cc secteur angulaire contient l'extrémité 62 de la nervure 60. Plus précisément, dans l'exemple illustré, l'extrémité 62 est comprise dans un secteur angulaire défini entre un premier plan contenant l'axe de l'alésage 18 et formant un angle de -25' avec le vecteur Z et un second plan contenant l'axe de l'alésage 18 et formant un angle de -40° avec le vecteur Z. [0047] Selon la direction du vecteur Z, l'épaisseur de la nervure 60 est sensiblement constante sur toute la longueur de la nervure 60. L'épaisseur de la nervure 60 selon la direction du vecteur Z est comprise entre 9 mm et 14,5 mm. En l'espèce, l'épaisseur de la nervure 60 selon la direction du vecteur Z est comprise entre 13,8 mm et 14,4 min sur une zone de la nervure 60 adjacente à une paroi de fond des évidements 52 et 54 et comprise entre 9,3 mm et 9,7 mm sur une zone de la nervure 60 opposée à la paroi de fond. Entre ces deux zones, l'épaisseur de la nervure 60 selon la direction du vecteur Z évolue comme une fonction affine de la position le long du vecteur X. L'épaisseur moyenne de la nervure 60 selon la direction du vecteur Z entre ces deux zones est comprise entre 11 mm et 12,5 mm. Au-delà de la zone de la nervure 60 opposée à la paroi de fond, la nervure 60 se prolonge par un arrondi de diamètre compris entre 9,3 min et 9,7 mm. [0048] Selon la direction du vecteur Y, l'épaisseur ep de la nervure 60, l'épaisseur es] de la nervure 56 selon la direction du vecteur Y à la même position verticale que l'extrémité 62 et l'épaisseur es2 de la nervure 58 selon la direction du vecteur Y à la même position verticale que l'extrémité 62 satisfont la relation : 7 [0049] [Math.2] 0,75 a s: 0,95 esl+es2 ep [0050] Dans l'exemple illustré, les nervures 56 et 58 sont sensiblement symétriques par rapport à un plan perpendiculaire au vecteur X. De ce fait, les épaisseurs es] et es2 sont égales. L'épaisseur ep égale donc le produit du coefficient a par l'épaisseur es] ou par l'épaisseur es2. [0051] Grâce à cette conception du porte-fusée 2 et notamment grâce à la nervure 60 présentant les caractéristiques précitées, aux évidements 52 et 54 et à la rainure 40, on limite la quantité de matière nécessaire pour réaliser le porte-fusée 2 et on diminue la masse totale sans nuire à la possibilité de le réaliser par un procédé de fonderie. En outre, il a été déterminé au moyen d'un solveur à éléments finis que les évidements ainsi réalisés réduisaient très peu la tenue aux chocs et l'endurance du porte-fusée. 100521 Bien que le porte-fusée 2 tel qu'illustré présente deux oreilles pour la fixation d'un étrier de frein, on peut bien entendu sans sortir du cadre de l'invention envisager un porte-fusée comprenant une unique oreille de fixation à un étrier de frein. Dans ce cas, l'extrémité 62 proximale à l'oreille de fixation est avantageusement située dans le prolongement d'un bras de raccordement de l'oreille de fixation à la crosse amortisseur. 8