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EP1259391A1 - Essieu souple pour vehicule automobile, a dispositif anti-roulis perfectionne - Google Patents

Essieu souple pour vehicule automobile, a dispositif anti-roulis perfectionne

Info

Publication number
EP1259391A1
EP1259391A1 EP01909899A EP01909899A EP1259391A1 EP 1259391 A1 EP1259391 A1 EP 1259391A1 EP 01909899 A EP01909899 A EP 01909899A EP 01909899 A EP01909899 A EP 01909899A EP 1259391 A1 EP1259391 A1 EP 1259391A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
insert
arms
elastomeric element
cross member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01909899A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Deletombe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
ArcelorMittal Tubular Products Vitry SAS
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Vallourec Composants Automobiles Vitry SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Vallourec Composants Automobiles Vitry SA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of EP1259391A1 publication Critical patent/EP1259391A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/051—Trailing arm twist beam axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/32—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds
    • B60G11/48—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs
    • B60G11/60—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs having both rubber springs and torsion-bar springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/13—Torsion spring
    • B60G2202/136—Twist-beam type arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
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    • B60G2202/142—Plastic spring, e.g. rubber subjected to shear, e.g. Neidhart type
    • B60G2202/1424—Torsional
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
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    • B60G2204/1226—Mounting of torsion springs on the trailing arms of a twist beam type arrangement
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    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/41—Elastic mounts, e.g. bushings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2204/80—Interactive suspensions; arrangement affecting more than one suspension unit
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    • B60G2204/8302—Mechanical
    • B60G2204/83022—Mechanical using cables, wires, belts or chains
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    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/20—Constructional features of semi-rigid axles, e.g. twist beam type axles

Definitions

  • the invention relates to suspensions of motor vehicles.
  • axles with pulled arms joined by a flexible or semi-rigid cross-member, one end of each arm supporting a rocket receiving a wheel, while the other end is articulated on the body of the vehicle.
  • the cross member must be rigid in flexion to guide the plane of the wheels in an adequate trajectory while limiting any variation in angulation of the arms between them, but flexible in torsion to allow oscillation of each of the arms.
  • axle provides an anti-roll function by means ensuring the return of one arm relative to the other in a central position.
  • Patent EP 0 229576 describes such a semi-rigid axle obtained by shaping a single metal tube to form the arms and the cross member integrally.
  • a flexible axle comprising a cross member and two drawn arms, connected by two coupling parts made of elastomeric material which in particular provide an anti-roll function.
  • These two coupling parts are shaped and arranged to provide a torque in torsion to the relative oscillations of one arm relative to the other.
  • Coupling parts of predetermined stiffness along the crossbar, provide guidance in this direction.
  • the cross member comprises two tubes fitted one inside the other and rigidly fixed each to an arm. The elastomeric parts are then housed between the two tubes, each near an arm.
  • elastomeric parts have appropriate stiffnesses by their structure in torsion relative to the axis of the cross, in the axial direction thereof and in its radial direction so as to optimize both the control of body movements and wheel guidance.
  • the present invention improves the situation.
  • axle comprising two arms intended to be mounted articulated on the body and each provided with a wheel carrier rocket.
  • the axle comprises a cross member mounted between these two arms and the connection produced between the two arms by the cross member comprises at least one insert defined by an elastomeric element. This element is placed, shaped and arranged to ensure at least a torque in torsional reaction to the oscillations of one arm relative to the other.
  • the insert further comprises a bearing intended, in cooperation with the elastomeric element to substantially maintain an angulation of each of the two arms relative to the cross member, while allowing rotation due to arm oscillation, rotation to which the elastomeric element reacts in torsion.
  • the elastomeric element thus ensures the anti-roll function of the axle.
  • the bearing ensures, in cooperation with the elastomeric element, guiding the deformations by preventing or limiting the deformations transverse to the cross-member.
  • the bearing thus makes it possible to maintain the angulation of each of the arms relative to the cross-member (in a plane containing this arm and the cross-member).
  • the cooperation of such a bearing with the elastomeric element thus makes it possible to provide a one-piece cross member, or else produced by only partial fitting of two tubes.
  • the bearing also ensures, in cooperation with the elastomeric element, guiding the deformations of the cross member by allowing, in certain configurations and to a limited extent, the deformations in the longitudinal axis of the cross member, which, in light semi-rigid axles, makes it possible to improve the fatigue strength of the axle, in particular the holding, in service, of the recess of the cross member in the arms, as will be seen further.
  • FIG. 1 is a partial plan view of an axle according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows part of an axle according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 partially shows an axle according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a detail view of an insert provided in an axle as shown in one of Figures 1, 2 and 3;
  • - Figure 5 is the detailed view of a variant of the insert shown in Figure 4;
  • FIG. 6A and 6B show a bearing that includes the insert, in a particular embodiment
  • FIG. 7 partially shows a one-piece insert according to an advantageous embodiment.
  • FIG. 1 Reference is first made to FIG. 1 to describe an axle intended to be mounted on the body of a motor vehicle.
  • This axle comprises a cross member 3, connecting two suspension arms 4A and 4B.
  • Each arm 4A carries a rocket 5A intended to receive a wheel (not shown).
  • the other end of each arm 4A is connected to a shaft (not shown) allowing articulation along an axis of oscillation or of movement of the arm relative to the body.
  • the axes of oscillation of the arms are collinear.
  • the cross member 3 consists of two tubes 3A and 3B, partially nested one inside the other.
  • the common length of the two tubes 3A and 3B represents a small part of the length of the cross member, typically of the order of a tenth of this length.
  • the tube 3B is rigidly fixed by one of its ends to the arm 4B, while The other end is inserted into a first end of the tube 3A, coaxial and of radius greater than the radius of the tube 3B.
  • the other end of the tube 3A is rigidly fixed to the arm 4A.
  • the ends of the tubes 3A and 3B are fixed to the arms 4A and 4B can be carried out by fitting, by crimping, by fitting grooves or even by welding.
  • the axle insert according to the invention is disposed between the respective ends of the tubes 3A and 3B constituting the cross-member 3.
  • this insert is formed of at least one bearing 22, in association with an element 21 made of an elastomeric material.
  • the bearing 22 is placed in the immediate vicinity of the elastomeric element 21.
  • the element 21 is constituted by a rubber ring whose internal and external surfaces are joined, for example by adhesion or other to tubular elements 23 and 24 (Figure 7), such as rings or metal cups.
  • the behavior in deformation of the element 21 in the axial and radial directions is obtained here by a judicious choice of rubber, of cavities or on the contrary of reinforcements formed in the rubber ring, as well as by the shape of the metal cups 23 and 24 .
  • the bearing 22 is here a ball, needle, or even cylindrical or conical roller bearing.
  • the internal wall of the bearing 22 and the internal cup 24 of the elastomeric element 21 are fixed to the external wall 60, for example of a tube 3B of the crosspiece.
  • the outer wall of the bearing 22 and the outer cup 23 of the elastomeric element 21 are fixed to the inner wall 61, for example of another tube 3A of the cross member, or of one of the suspension arms 4A (4B ), as we will see later.
  • the fixing of the bearing 22 and the metal cups of the elastomeric element 21 can be done by any known means such as, for example, by force fitting.
  • the external and / or internal metal cups have an axial length which exceeds that of the rubber ring, thereby making it possible to secure the bearing 22 therein.
  • the insert is then in one piece and its setting in place in the crosspiece is easier.
  • the assembly times and consequently the manufacturing costs are considerably reduced.
  • the present invention also relates to a one-piece insert of the above type.
  • the rubber ring can be directly attached to the metal tubes 3A and 3B without using metal cups.
  • the bearing 22, of selected width, has its own, extremely small, radial clearance. It is arranged at a selected distance from the elastomer ring 21, in order to, in cooperation with the latter, maintain a substantially constant angulation, as a function of the deflections, of one of the arms 4A and 4B relative to the cross member 3 (formed , if necessary, the assembly of tubes 3A and 3B). This angulation is to be considered in a plane comprising an arm and the crosspiece.
  • the_ Applicants have indeed found that the distance between the bearing and the elastomer ring, for the same insert, was an important parameter for maintaining the angulation of the arms relative to the crosspiece.
  • this distance between the bearing and the ring is advantageously chosen as a function of the rigidity of the elastomer ring, with a view to optimizing this cooperation between the ring and the bearing.
  • the bearing 22 generally has its own play, extremely small, along the large dimension of the cross member 3, which thus limits the deformations in service of the cross member in the longitudinal direction thereof.
  • the level can nevertheless be chosen to have a greater clearance in this direction, as will be seen below.
  • the reaction to the torsion induced by the oscillation of the arms 4A and 4B on the cross-member 3 is mainly ensured here by the elastomeric element 21 whose stiffness is chosen to ensure a torque of reaction to the torsion, the tubes 3A and 3B being practically stiff in torsion because of their section and their material.
  • the constituent elements of the cross member 3 are preferably made of metal, aluminum or aluminum alloy.
  • the constituent elements of the cross member 3 are made of a composite material, comprising a resin loaded with reinforcing fibers.
  • the lightness of this material is particularly suitable when one seeks to minimise ⁇ the mass of unsprung parts of the vehicle.
  • the bearing 22 can also be in the form of two smooth rings 220 and 221 (FIGS. 6A and 6B), inserted one inside the other. Their contact area 222 is low friction due to the constituent materials or surface treatments performed or the interposition of a lubricant.
  • the ring of smaller radius 220 can thus slide in the ring of larger radius 221.
  • These rings can be made of metal, plastic, or other.
  • the internal surface of the ring 220 and the external surface of the ring 221 are rigidly fixed to constituent elements of the axle such as the cross member and / or at least one of the arms.
  • the outer ring 221 can move relatively relative to the inner ring 220, in rotation around the axis X-X of the crosspiece ( Figure 1) and / or in translation along this axis.
  • the reaction to these displacements is ensured by the elastomeric element 21 which thus cooperates with the bearing 22 to restrict translation.
  • the bearing is formed of a single ring whose internal surface is rigidly fixed to the wall 60 ( Figures 4 and 5).
  • the external surface of such a ring can have suitable anti-friction characteristics and / or be coated with grease to reduce friction with the wall 61.
  • an insert can be provided comprising an elastomeric element 21 and two bearings 22A and 22B (FIG. 5). These two bearings are arranged on either side of the elastomeric element 21.
  • the respective widths bearings 22A and 22B are chosen as a function of the width of the elastomeric element 21 and of its stiffness.
  • FIG. 2 to describe an axle according to a second embodiment of the present invention.
  • the cross member 3 is in one piece, formed of a single tube, the ends of which are integral with the suspension arms 4A and 4B.
  • the ends of the tube 3 are fitted into respective openings which the arms 4A and 4B have, by means of respective inserts 2A and 2B, of the type shown in one Figures 4 and 5.
  • the one-piece cross-member 3 is rigidly fixed and directly to one of the suspension arms 4A, by one of its ends. Its other end is secured to the other suspension arm 4B, by means of an insert 2 comprising an elastomeric element and at least one bearing.
  • the asymmetry of the reactions to the bending stresses to which the cross member is subjected can be compensated for by an adapted shape of the monobloc cross member 3 over a portion 31 of its length.
  • the tube 3 has been stamped radially to present locally, at a given distance and over an adequate length, a much more flexible section in bending.
  • suspension arms 4A and 4B may, in a variant of the embodiment shown in FIG. 2, include substantially cylindrical rods, both projecting towards the monobloc cross member 3. The ends of these rods are then fitted into the ends of the tube forming the one-piece cross member 3, by means of respective inserts 2A and 2B.
  • a plurality of elastomeric elements 21 can be provided, for example two elastomeric elements 21 on either side of a single bearing 22, according to the requirements of the intended application.
  • the rings described above made of elastomeric material or rigid material, can be of cylindrical, conical or other shape to optimize the mechanical behavior of the ring.
  • one insert of the axle according to the invention may be in any other form based on bearing and elastomeric member, ensuring same functions of anti-roll and wheel guide arms.
  • tubes used above to describe the constituent elements of the cross referenced 3A, 3B, is to be taken in the broad sense. It designates elements of generally substantially tubular shape, cylindrical or not, with, if necessary, variations in diameter, or even in shape, along their large dimension.
  • the wheel arms oscillate around a common axis parallel to the axis of the cross member but distant from this axis.
  • the wheel arms can oscillate around an axis coincident with the axis of the crosspiece.
  • the present invention also applies to any other mode or arrangement of attachment of the wheel arms to the body.
  • An axle of the type described above finds an interesting application in the design of a rear axle of a passenger vehicle or utility vehicle.
  • the simplicity of this axle allows in particular adaptability to a wide category of vehicles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Dans un essieu, comprenant deux bras (4A, 4B) articulés sur la caisse d'un véhicule, munis chacun d'une fusée porte-roue (5A, 5B) et reliés par une traverse (3), la liaison réalisée entre les deux bras par la traverse comporte au moins un insert (2) défini par un élément élastomérique (21), placé, conformé et agencé pour assurer en partie au moins un couple de réaction en torsion aux oscillations d'un bras par rapport à l'autre. Selon l'invention, l'insert comprend en outre au moins un palier (22) pour maintenir une angulation de chacun des deux bras par rapport à la traverse, tout en autorisant une rotation due à l'oscillation des bras, rotation à laquelle réagit en torsion l'élément élastomérique (21).

Description

Essieu souple pour véhicule automobile, à dispositif anti- roulis perfectionné
L'invention concerne les suspensions de véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement les essieux à bras tirés, réunis par une traverse souple ou semi-rigide, une extrémité de chaque bras supportant une fusée recevant une roue, tandis que l'autre extrémité est montée articulée sur la caisse du véhicule.
La traverse doit être rigide en flexion pour guider le plan des roues dans une trajectoire adéquate en limitant toute variation d' angulation des bras entre eux, mais souple en torsion pour permettre une oscillation de chacun des bras.
Il est en outre souhaitable que l'essieu assure une fonction anti-roulis par un moyen assurant le rappel d'un bras par rapport à l'autre dans une position centrale.
Le brevet EP 0 229576 décrit un tel essieu semi-rigide obtenu par mise en forme d'un seul tube métallique pour réaliser de manière intégrale les bras et la traverse.
Il n'est pas facile toutefois d'optimiser l'ensemble des fonctions demandées à un tel essieu.
Dans la demande internationale PCT 097/47486, l'une des Demanderesses a proposé un essieu souple comportant une traverse et deux bras tirés, reliés par deux pièces d'accou- plement en matériau élastomérique qui assurent notamment une fonction anti-roulis. Ces deux pièces d'accouplement, disposées symétriquement chacune à proximité d'un bras, sont conformées et agencées pour assurer un couple de réaction en torsion aux oscillations relatives d'un bras par rapport à l'autre. Les pièces d'accouplement, de raideur prédéterminée le long de la traverse, assurent un guidage dans cette direction. Pour contrôler la flexion de l'ensemble en service, la traverse comprend deux tubes emboîtés l'un dans l'autre et fixés rigidement chacun à un bras. Les pièces elastomeriques sont alors logées entre les deux tubes, chacune à proximité d'un bras.
Ces pièces elastomeriques possèdent des raideurs appropriées de par leur structure en torsion par rapport à l'axe de la traverse, dans le sens axial de celle-ci et dans son sens radial de manière à optimiser à la fois le contrôle des mouvements de caisse et le guidage des roues.
Cette technique s'est avérée extrêmement prometteuse mais la réalisation de la traverse avec deux tubes emboîtés sur une grande partie de leur longueur contribue notamment à augmenter le poids des éléments non suspendus et indirectement son prix de revient.
La présente invention vient améliorer la situation.
Elle porte sur un essieu, comprenant deux bras destinés à être montés articulés sur la caisse et muni chacun d'une fusée porte-roue. L'essieu comprend une traverse montée entre ces deux bras et la liaison réalisée entre les deux bras par la traverse comporte au moins un insert défini par un élément élastomérique. Cet élément est placé, conformé et agencé pour assurer au moins un couple de réaction en torsion aux oscillations d'un bras par rapport à l'autre.
Selon une caractéristique générale de l'invention, l' insert comprend en outre un palier destiné, en coopération avec l'élément élastomérique à maintenir sensiblement une angula tion de chacun des deux bras par rapport à la traverse, tout en autorisant une rotation due à l'oscillation des bras, rotation à laquelle réagit en torsion l'élément élastomérique . L'élément élastomérique assure ainsi la fonction anti-roulis de l'essieu.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le palier assure, en coopération avec l'élément élastomérique, un guidage des déformations en empêchant ou en limitant les déformations transverses à la traverse. Le palier permet ainsi de maintenir 1 ' angulation de chacun des bras par rapport à la traverse (dans un plan contenant ce bras et la traverse). La coopération d'un tel palier avec l'élément élastomérique permet ainsi de prévoir une traverse monobloc, ou encore réalisée par emboîtement seulement partiel de deux tubes .
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le palier assure en outre, en coopération avec l'élément élastomérique, un guidage des déformations de la traverse en autorisant, dans certaines configurations et de manière limitée, les déformations dans l'axe longitudinal de la traverse, ce qui, dans des essieux semi-rigides légers, permet d'améliorer la tenue en fatigue de l'essieu, en particulier la tenue, en service, de l'encastrement de la traverse dans les bras, comme on le verra plus loin.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle, en plan, d'un essieu selon un premier mode de réalisation de l'invention;
- la figure 2 représente partiellement un essieu selon un second mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 représente partiellement un essieu selon un troisième mode de réalisation de l'invention;
- la figure 4 est une vue détaillée d'un insert prévu dans un essieu tel que représenté sur l'une des figures 1, 2 et 3; - la figure 5 est la vue détaillée d'une variante de l' insert représenté sur la figure 4 ;
- les figures 6A et 6B représentent un palier que comporte l' insert, dans une forme de réalisation particulière ; et
- la figure 7 représente partiellement un insert monobloc selon une forme de réalisation avantageuse.
La description détaillée ci-après et les dessins annexés sont, pour l'essentiel, de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire un essieu destiné à être monté sur la caisse d'un véhicule automobile.
Cet essieu comporte une traverse 3, reliant deux bras de suspension 4A et 4B. Chaque bras 4A porte une fusée 5A destinée à recevoir une roue (non représentée). L'autre extrémité de chaque bras 4A est relié à un arbre (non représenté) permettant une articulation le long d'un axe d'oscillation ou de débattement du bras par rapport à la caisse. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, les axes d'oscillation des bras sont colinéaires.
En pratique, il est prévu des articulations élastiques de suspension qui entourent chaque arbre du type précité. Une réalisation particulièrement avantageuse de ces articulations est décrite dans la demande WO 97/47486.
Dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, la traverse 3 est constituée de deux tubes 3A et 3B, partiellement emboîtés l'un dans l'autre. La longueur commune des deux tubes 3A et 3B représente une faible partie de la longueur de la traverse, typiquement de l'ordre du dixième de cette longueur. En particulier, le tube 3B est fixé rigidement par l'une de ses extrémités au bras 4B, tandis que 1 ' autre extrémité est insérée dans une première extrémité du tube 3A, coaxiale et de rayon supérieur au rayon du tube 3B. L'autre extrémité du tube 3A est fixée rigidement au bras 4A. La fixation des extrémités des tubes 3A et 3B aux bras 4A et 4B peut être effectuée par emmanchement, par sertissage, par emboîtement de cannelures ou encore par soudage. L' insert de l'essieu selon l'invention est disposé entre les extrémités respectives des tubes 3A et 3B constituant la traverse 3.
En se référant à l'une des figures 4 et 5 , cet insert est formé d'au moins un palier 22, en association avec un élément 21 réalisé dans un matériau élastomère. Préférentiellement , le palier 22 est placé à proximité immédiate de l'élément élastomérique 21.
Avantageusement, l'élément 21 est constitué par une bague en caoutchouc dont les surfaces internes et externes sont solidarisées, par exemple par adhésion ou autre à des éléments tubulaires 23 et 24 (figure 7), tels que des bagues ou des coupelles métalliques.
Le comportement en déformation de l'élément 21 dans les directions axiales et radiales est obtenu ici par un choix judicieux du caoutchouc, de cavités ou au contraire de renforts ménagés dans la bague en caoutchouc, ainsi que par la forme des coupelles métalliques 23 et 24.
Le palier 22 est ici un roulement à billes, à aiguilles, ou encore à rouleaux cylindriques ou coniques.
Dans l'exemple décrit, la paroi interne du palier 22 et la coupelle intérieure 24 de l'élément élastomérique 21 sont fixées à la paroi externe 60, par exemple d'un tube 3B de la traverse. La paroi externe du palier 22 et la coupelle extérieure 23 de l'élément élastomérique 21 sont fixées à la paroi interne 61, par exemple d'un autre tube 3A de la traverse, ou encore de l'un des bras de suspension 4A (4B), comme on le verra olus loin. La fixation du palier 22 et des coupelles métalliques de l'élément élastomérique 21 peut se faire par tout moyen connu tel que, par exemple, par emmanchement à force.
Dans la réalisation avantageuse représentée sur la figure 7, les coupelles métalliques extérieures et/ou intérieures ont une longueur axiale qui dépasse celle de la bague en caoutchouc en permettant ainsi d'y solidariser le palier 22. L' insert est alors monobloc et sa mise en place dans la traverse est plus facile. Avantageusement, on réduit considérablement les temps de montage et, par conséquent, les coûts de fabrication. A ce titre, la présente invention vise aussi un insert monobloc du type ci-avant.
Dans une autre variante, la bague en caoutchouc peut être directement fixée aux tubes métalliques 3A et 3B sans l'aide de coupelles métalliques.
Le palier 22, de largeur choisie, possède un jeu radial propre, extrêmement faible. Il est disposé à distance choisie de la bague en élastomère 21, pour, en coopération avec celle-ci, maintenir une angulation sensiblement constante, en fonction des débattements, de l'un des bras 4A et 4B par rapport à la traverse 3 (formée, le cas échéant, de l'assem- blage des tubes 3A et 3B). Cette angulation est à considérer dans un plan comprenant un bras et la traverse.
En effectuant des tests sur des essieux semi-rigides ainsi conçus, le_= Demanderesses ont en effet constaté que la distance entre le palier et la bague en élastomère, pour un même inεert, était un paramètre important pour le maintien de 1 ' angulation des bras par rapport à la traverse. Ainsi, cette distance entre le palier et la bague est avantageusement choisie en fonction de la rigidité de la bague en élastomère, en vue d'optimiser cette coopération entre la bague et le palier .
Du fait du maintien de 1 ' angulation des bras par rapport à la traverse, coût effort sur l'un et/ou l'autre des bras, susceptible de faire varier l'orientation du plan des roues, induit sur la traverse (le cas échéant formée de l'assemblage des tubes 3A et 3B) des moments de flexion. La section et le matériau des ces tubes sont prévus pour les rendre raides en flexion.
On obtient ainsi un excellent guidage des roues.
Le palier 22 possède généralement un jeu propre, extrêmement faible, le long de la grande dimension de la traverse 3, ce qui limite ainsi les déformations en service de la traverse dans le sens longitudinal de celle-ci. Le palier peut néanmoins être choisi pour posséder un jeu plus important dans cette direction, comme on le verra plus loin.
La réaction à la torsion induite par l'oscillation des bras 4A et 4B sur la traverse 3 est principalement assurée ici par l'élément élastomérique 21 dont la raideur est choisie pour assurer un couple de réaction à la torsion, les tubes 3A et 3B étant pratiquement raides en torsion du fait de leur section et de leur matériau.
On obtient ainsi une rigidité en torsion et en flexion au moins aussi satisfaisante que celle décrite dans W097/47486, la fonction anti-roulis étant assurée par l'élément élastomérique de l' insert tandis que la fonction guidage des roues est assurée par la coopération entre le palier et l'élément élastomérique de l' insert.
Les éléments constitutifs de la traverse 3 sont préférentiel- lement réalisés en métal, en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Optionnellement, les éléments constitutifs de la traverse 3 sont réalisés dans un matériau composite, comportant une résine chargée de fibres renforçantes. La légèreté de ce matériau est particulièrement appropriée lorsque l'on cherche à minimiseï la masse des parties non suspendues du véhicule. Dans une variante d'une réalisation à base de roulements, le palier 22 peut se présenter aussi sous la forme de deux bagues lisses 220 et 221 (figures 6A et 6B), insérées l'un dans l'autre. Leur zone de contact 222 est à faible frotte- ment de par les matériaux constitutifs ou des traitements de surface réalisés ou encore l'interposition d'un lubrifiant. La bague de plus petit rayon 220 peut ainsi coulisser dans la bague de grand rayon 221. Ces bagues peuvent être réalisées en métal, en plastique, ou autre. La surface interne de la bague 220 et la surface externe de la bague 221 sont fixées rigidement à des éléments constitutifs de l'essieu tels que la traverse et/ou l'un au moins des bras.
La bague externe 221 peut se déplacer relativement par rapport à la bague interne 220, en rotation autour de l'axe X-X de la traverse (figure 1) et/ou en translation le long de cet axe. La réaction à ces déplacements est assurée par l'élément élastomérique 21 qui coopère ainsi avec le palier 22 pour restreindre la translation.
La translation possible de l'une des bagues lisses par rapport à l'autre, le long de cet axe longitudinal, permet de limiter les pics de contraintes au niveau de l'encastrement des tubes 3A, 3B dans les bras 4A, 4B, ces pics étant évoqués dans la demande WO 97/47486.
Dans une autre variante, le palier est formé d'une seule bague dont la surface interne est fixée rigidement à la paroi 60 (figures 4 et 5). La surface externe d'une telle bague peut posséder des caractéristiques antifriction adaptées et/ou être enduite de graisse pour réduire les frottements avec la paroi 61.
En variante de la réalisation représentée sur la figure 4 et dans laquelle l' insert 2 est muni d'un seul palier 22, il peut être prévu un insert comprenant un élément élastomérique 21 et deux paliers 22A et 22B (figure 5). Ces deux paliers sont disposés de part et d'autre de l'élément élastomérique 21. Dans cette forme de réalisation, les largeurs respectives des paliers 22A et 22B sont choisies en fonction de la largeur de l'élément élastomérique 21 et de sa raideur.
On se réfère maintenant à la figure 2 pour décrire un essieu selon un second mode de réalisation de la présente invention.
Dans cette forme de réalisation, préférée, la traverse 3 est monobloc, formée d'un unique tube, dont les extrémités sont solidaires des bras de suspension 4A et 4B. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les extrémités du tube 3 viennent s'emboîter dans des ouvertures respectives que comportent les bras 4A et 4B, par l'intermédiaire d'inserts respectifs 2A et 2B, du type représenté sur l'une des figures 4 et 5.
Dans une variante (figure 3) du mode de réalisation représenté sur la figure 2, la traverse monobloc 3 est fixée rigidement et directement à l'un des bras de suspension 4A, par l'une de ses extrémités. Son autre extrémité est solidarisée à l'autre bras de suspension 4B, par l'intermédiaire d'un insert 2 comprenant un élément élastomérique et au moins un palier.
Dans cette variante, la dissymétrie des réactions aux contraintes de flexion auxquelles est soumise la traverse, peut être palliée par une forme adaptée de la traverse monobloc 3 sur une portion 31 de sa longueur. Préférentielle- ent, le tube 3 a été embouti radialement pour présenter localement, à une distance donnée et sur une longueur adéquate, une section beaucoup plus souple en flexion.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-avant à titre d'exemple. Elle s'étend à d'autres variantes.
Ainsi, on comprendra que les bras de suspension 4A et 4B peuvent, dans une variante de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, comporter des tiges sensiblement cylindriques, faisant saillie l'une et l'autre vers la traverse monobloc 3. Les extrémités de ces tiges sont alors emboîtées dans les extrémités du tube formant la traverse monobloc 3, par l'intermédiaire d'inserts respectifs 2A et 2B.
Bien entendu, il peut être prévu une pluralité d'éléments elastomeriques 21, par exemple deux éléments elastomeriques 21 de part et d'autre d'un unique palier 22, selon les exigences de l'application visée.
Les bagues décrites ci-avant, en matériau élastomère ou en matériau rigide, peuvent être de forme cylindrique, conique ou autre pour optimiser le comportement mécanique de la bague.
De façon plus générale, 1 ' insert de l'essieu selon l'invention peut se présenter sous toute autre forme à base de palier et d'élément élastomère, assurant de mêmes fonctions d' anti-roulis et de guidage des bras de roues.
3ien entendu, le terme "tubes", utilisé ci-avant pour décrire des éléments constitutifs de la traverse référencés 3A,3B, est à prendre au sens large. Il désigne des éléments de forme générale sensiblement tubulaire, cylindrique ou non, avec, le cas échéant, des variations de diamètre, ou encore de forme, le long de leur grande dimension.
Dans les modes de réalisation représentés, les bras de roues oscillent autour d'un axe commun parallèle à l'axe de la traverse mais distant de cet axe.
Dans d'autres modes non représentés, les bras de roues peuvent osciller autour d'un axe confondu avec l'axe de la traverse .
La présente invention s'applique également à tout autre mode ou disposition d'attache des bras de roues à la caisse.
Un essieu du type décrit ci-avant trouve une application intéressante dans la conception d'un train arrière d'un véhicule de tourisme ou d'un véhicule utilitaire. La simplicité de cet essieu permet notamment une adaptabilité à une large catégorie de véhicules. Suivant les applications visées, il est possible de choisir les largeurs respectives du (des) palier(s), la largeur et/ou la raideur du (des) élément (s) élastomère (s ) , la raideur du (des) tube(s) formant la traverse 3, etc.

Claims

Revendications
1. Essieu, comprenant deux bras (4A,4B) destinés à être montés articulés sur la caisse et munis chacun d'une fusée porte-roue (5A,5B), ainsi qu'une traverse (3) reliant ces deux bras et munie d'au moins un insert (2) comprenant un élément élastomérique (21), placé, conformé et agencé pour assurer en partie au moins un couple de réaction en torsion aux oscillations d'un bras par rapport à l'autre, caractérisé en ce que l' insert comprend en outre un palier (22) destiné, en coopération avec l'élément élastomé rique, à maintenir sensiblement une angulation de chacun des deux bras par rapport à la traverse, tout en autorisant une rotation due à l'oscillation des bras, rotation à laquelle réagit en torsion l'élément élastomérique (21).
2. Essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit palier (22) assure en outre un guidage à des déformations de la traverse (3) en autorisant lesdites déformations de manière limitée dans le sens longitudinal de la traverse.
3. Essieu selon l'une des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que 1 ' insert comprend en outre deux éléments tubulaires imbriqués (23,24) entre lesquels sont logés l'élément élastomérique (21) et le palier (22), en vue de former un insert monobloc .
4. Essieu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les paliers (22) sont placés à distance choisie de l'élément élastomérique (21).
5. Essieu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier insert (2A) comprenant un élément élastomérique et un palier est monté entre la traverse (3) et l'un des bras (4A), tandis qu'un second insert (2B) comprenant lui aussi un élément élastomérique et un palier est monté entre la traverse et l'autre bras (4B).
6. Essieu selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l' insert (2) comprenant l'élément élastomérique et le palier est monté entre la traverse et l'un des bras (4B), tandis que la traverse (3) est fixée rigidement à l'autre bras (4A) .
7. Essieu selon la revendication 6, caractérisé en ce que la traverse (3) présente, le long de son axe longitudinal (X-X), une variation choisie (31) de sa section.
8. Essieu selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l' insert (22) comprenant l'élément élastomérique et le palier est monté entre deux pièces constitutives de la traverse (3A,3B).
9. Essieu selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux extrémités de la traverse (3A,3B) sont fixées rigidement aux deux bras (4A,4B), respectivement.
10. Essieu selon l'une des revendications 8 et 9 , caractérisé en ce que 1 ' insert comprend deux paliers (22A,22B), placés de part et d'autre de l'élément élastomérique (21).
11. Insert monobloc pour un essieu selon l'une des revendi- cations précédentes, comprenant un élément élastomérique (21) et un palier (22), ainsi que des moyens (23,24) pour maintenir l'élément élastomérique (21) et le palier (22) sensiblement coaxiaux et placés à une distance choisie l'un de 1 ' autre.
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