Essieu souple de véhicule automobile comprenant une traverse intégrant une fonction anti-dévers, traverse, procédé de fabrication et véhicule correspondants.
Le domaine de l'invention est celui des suspensions de véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne les essieux souples pour roues motrices ou non motrices d'un véhicule automobile, et notamment la façon de réaliser la fonction raideur anti-dévers de cet essieu.
Actuellement, sur les essieux souples, la fonction anti-dévers est réalisée suivant différentes technologies.
Une première technologie consiste à utiliser une traverse 1 reliant les deux bras longitudinaux de l'essieu et une barre de torsion 2 (barre anti-dévers) rapportée assurant la plus grande partie de la raideur anti-dévers. Différents modes de mise en u̇vre de cette technique sont illustrés par les figures 1, 2, et 3.
Cette barre de section cylindrique creuse, pleine ou de forme oblongue creuse, est reliée à l'essieu soit par soudage sur les bras longitudinaux de l'essieu, soit par soudage sur des supports spécifiques reliés à l'essieu (exemple : Renault Clio (marques déposées)).
Dans certains cas, la liaison entre la barre de torsion et l'essieu est assurée par assemblage vissé (exemple : Toyota Prius (marques déposées), comme illustré par la figure 6).
La diversité de raideurs est assurée en modifiant les dimensions (diamètre et épaisseur) de la barre de torsion. Cette première technologie présente les inconvénients suivants :
le coût de la barre de torsion ; la masse de la barre de torsion - la liaison entre la barre de torsion et l'essieu peut être difficile car très contrainte et localisée à une zone de faible dimension ; - le mode vibratoire de la barre est gênant dans certains cas ; - le nombre de modèles de barre nécessaire pour permettre la diversité de raideurs.
On connaît une deuxième technologie selon laquelle un élément est rapporté sur la traverse de façon à définir, en combinaison avec cette dernière, un corps creux s'étendant parallèlement à l'axe de la traverse, au moins sur une portion de celle-ci, de façon à apporter une raideur anti-dévers.
On comprend que cette technologie implique la réalisation d'étapes de fabrication spécifiques liées à l'obtention de l'élément à rapporter et à la solidarisation de celui-ci sur la traverse.
Ces étapes tendent bien entendu à augmenter le prix de revient de la traverse et, par conséquent, celui de l'essieu.
En outre, l'élément rapporté présente l'inconvénient d'alourdir la traverse, ce qui n'est pas souhaitable.
Une troisième technologie consiste à intégrer la fonction raideur antidévers à la traverse 1, comme illustré par les figures 4, 5 et 5b.
Dans ce cas, la traverse est constituée d'un tube formé dans sa partie centrale afin d'obtenir les raideurs souhaitées en torsion et flexion (exemple : Peugeot 806 (marques déposées), illustré par la figure 7, ou Opel Zafira (marques déposées), illustré par la figure 8).
La diversité de raideur anti-dévers en fonction des besoins est assurée par modification de la forme de la section de la traverse.
Cette technologie présente notamment l'inconvénient d'engendrer des coûts d'outillages élevés pour gérer les diversités de raideurs. En effet pour chaque raideur anti-dévers souhaitée un outillage de formage de la traverse est nécessaire.
L'invention a notamment pour objectif de pallier les différents inconvénients des techniques connues.
Plus précisément, un premier objectif de l'invention est de fournir des essieux souples pour véhicules automobiles, et un procédé de fabrication correspondant, permettant d'assurer la raideur anti-dévers de l'essieu, en dehors de l'apport de raideur des ressorts de suspension, sans utiliser de barre de torsion.
Ainsi, un objectif de l'invention est de fournir de tels essieux, qui soient faciles à fabriquer, sans nécessiter d'outillage spécifique ou complexe, et qui présentent en conséquence un prix de revient réduit, par rapport à l'art antérieur.
Un autre objectif de l'invention est de fournir de tels essieux dont le poids est réduit, par rapport à ceux mettant en u̇vre une barre de torsion.
Encore un autre objectif de l'invention est de fournir une technique permettant une gestion simple, efficace et à coût réduit de la diversité de raideur anti-dévers, en fonction des modèles et des besoins.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un essieu souple de véhicule automobile, comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, ladite traverse présentant deux flancs reliés en une partie supérieure de ladite traverse, caractérisé en ce qu'au moins une paroi de ladite traverse présente une déformation s'étendant longitudinalement entre lesdits flancs, ladite déformation étant réalisée dans ladite ou lesdites parois de façon à présenter au moins une section fermée ou essentiellement fermée.
De cette façon, la fonction anti-dévers est intégrée à la traverse, la déformation longitudinale entre les flancs de la traverse faisant office de barre anti-dévers.
Un essieu selon l'invention permet donc d'éviter les inconvénients de coût et de masse liés à l'adjonction d'une barre anti-dévers traditionnelle.
Par ailleurs, la déformation d'une paroi de la traverse selon l'invention permet de rapprocher la zone raide en torsion du centre de torsion de l'essieu et donc d'améliorer le comportement de celui-ci.
On note que le fait que la déformation s'étende entre les flancs présente en outre les avantages suivants :
la structure de la traverse aux extrémités peut être définie de façon à faciliter l'accostage sur les bras longitudinaux ; la position interne de la déformation éloigne la matière de la déformation par rapport au centre de torsion de la traverse, ce qui tend à améliorer le comportement de celle-ci ; la position interne , réduit l'encombrement de la traverse et la rend moins vulnérable aux projections de matières solides (fréquentes sous le châssis du véhicule) ; le formage et le contrôle de la géométrie sont facilités.
Selon une solution avantageuse, ladite traverse est réalisée par emboutissage à partir d'une unique pièce en tôle.
La traverse de l'essieu est ainsi obtenue de façon simple et peu coûteuse à l'aide d'une technique maîtrisée.
Une telle traverse peut donc, à partir d'une pièce de tôle unique, satisfaire les critères d'inertie en flexion et de raideur en torsion.
Il est toutefois envisageable de rapporter, par exemple sur les flancs de la traverse, un ou plusieurs éléments visant à augmenter encore la raideur en torsion. Mais ceci serait au détriment du coût et du poids de la traverse comme déjà expliqué précédemment en référence à l'art antérieur.
Selon d'autres modes de réalisation envisageables, la traverse peut également être obtenue par une technique de pliage ou à partir d'un profilé (extrudé par exemple).
Selon une solution préférée, lesdits flancs présentent des prolongements qui se rejoignent tangentiellement pour former une zone de fermeture, et en ce que lesdits prolongements continuent à s'étendre à partir de ladite zone de fermeture, entre lesdits flancs, pour former ladite section.
Une telle traverse s'avère simple de conception et peut être réalisée aisément, notamment par une ou plusieurs étapes d'emboutissage.
On note que le terme essentiellement fermée mentionné précédemment englobe le cas où la section laisse apparaître un léger jeu entre les prolongements, au niveau de la zone de fermeture. Un tel jeu peut par exemple être comblé par un cordon de soudure tel que cela va apparaître plus clairement par la suite.
Préférentiellement, il comprend des moyens de solidarisation desdits prolongements dans ladite zone de fermeture ou au voisinage de celle-ci.
Dans ce cas, selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de solidarisation sont réalisés par une technique de soudure.
Une telle technique s'avère efficace et d'un coût de revient réduit, puisqu'elle ne nécessite pas d'outillage spécifique à chaque type d'essieu mais utilise au contraire des moyens classiques de soudage.
Avantageusement, ladite soudure est réalisée de façon à obtenir une soudure appartenant au groupe suivant : - un cordon continu ; - au moins un cordon sous forme de chaînette ; - des points de soudure.
On choisira l'un ou l'autre de ces types de soudure en fonction des sollicitations susceptibles de s'exercer sur la traverse de l'essieu.
Selon un autre mode de réalisation des moyens de solidarisation, ceux-ci sont obtenus à l'aide d'une technique d'agrafage.
Dans ce cas, la technique d'agrafage met préférentiellement en u̇vre des agrafes appartenant au groupe suivant : - agrafes rapportées ; - agrafes intégrées dans ladite ou lesdites parois de ladite traverse.
Dans le cas où les agrafes sont intégrées, celles-ci sont avantageusement réalisées sous la forme de pattes d'accrochage et d'évidements de forme complémentaire desdites pattes, lesdits évidements étant destinés à coopérer avec lesdites pattes de façon à solidariser lesdits prolongements.
On note que les moyens de solidarisation peuvent être obtenus selon d'autres modes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention, par exemple par collage, rivetage ou encore par comblement de l'espace entre les prolongements à l'aide d'un liant caoutchouc (ou autre).
Selon une variante avantageuse de réalisation, ladite déformation est réalisée dans ladite ou lesdites parois de façon à présenter deux sections fermées ou essentiellement fermées.
On peut de cette façon, adapter la raideur en torsion de la traverse, la raideur étant alors augmentée de par la présence d'une deuxième section fermée remplissant le rôle d'une deuxième barre anti-dévers.
Dans ce cas, lesdites deux sections se présentent avantageusement l'une à côté de l'autre, ou de façon que l'une soit contenue dans l'autre.
Diverses raideurs peuvent ainsi être obtenues.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite traverse est réalisée à partir d'au moins un profil fermé.
Dans ce cas, selon une première variante, ladite déformation est réalisée sur ledit profil fermé de façon que ladite ou lesdites sections soient délimitées par une paroi double.
Dans ce cas, selon une première variante, ladite déformation est réalisée sur ledit profil fermé de façon que ladite ou lesdites sections soient délimitées par une paroi double.
Selon une deuxième variante envisageable, ladite déformation est réalisée sur ledit profil fermé de façon qu'une portion de paroi forme, entre lesdits flancs, une excroissance par rapport à une autre portion de paroi.
Selon un autre mode de réalisation particulier, ladite déformation est réalisée dans la paroi d'un insert rapporté à l'intérieur d'un profil de traverse à section ouverte.
On peut de cette façon continuer à fabriquer des traverses en conservant les outillages traditionnels et modifier la raideur de ces traverses par l'ajout d'un insert présentant les caractéristiques de l'invention.
Dans ce cas, selon une première variante, ledit insert est réalisé et rapporté à l'intérieur de ladite traverse de telle sorte que ladite section fermée s'étende vers l'ouverture de ladite section ouverte dudit profil.
Selon une deuxième variante, ledit insert est réalisé et rapporté à l'intérieur de ladite traverse de telle sorte que ladite section fermée s'étende vers le fond dudit profil.
Ainsi, on recourt à l'une ou l'autre de ces deux variantes pour faire varier le centre de torsion de la traverse en fonction du comportement attendu de celuici.
Selon une autre approche de l'invention, ladite paroi présentant ladite déformation consiste en un tube sur lequel sont solidarisés de façon sensiblement symétrique lesdits flancs.
Selon une variante avantageuse de l'invention, l'essieu comprend au moins une pièce d'ajustement en raideur rapportée entre lesdits flancs et prenant appui sur ladite ou lesdites déformations.
On peut de cette façon gagner en précision en ce qui concerne le comportement de l'essieu.
Préférentiellement, l'essieu comprend une pièce d'ajustement en raideur montée au voisinage de chacune des extrémités de la traverse.
Selon un premier mode de réalisation, ladite ou lesdites pièces d'ajustement épousent au moins partiellement ladite ou lesdites déformations et s'étendent de part et d'autre de celles-ci jusqu'à venir en appui avec chacun desdits flancs.
On peut de cette façon ajuster l'anti-roulis de l'essieu, notamment en faisant varier les dimensions et le positionnement de la pièce d'ajustement.
On comprend qu'une grande diversité de caractéristiques de raideur en torsion peuvent être obtenues avec une grande simplicité, le simple changement de position (d'une même pièce d'ajustement) permettant de faire varier la raideur de l'essieu.
Selon une variation envisageable, ladite ou lesdites pièces d'ajustement sont réalisées en une matière élastiquement déformable.
Selon une autre variante envisageable, ladite ou lesdites pièces d'ajustement sont constituées par une pièce métallique soudée à la traverse.
Selon un deuxième mode de réalisation, ladite ou lesdites pièces d'ajustement sont solidarisées sur ladite ou lesdites déformations et s'étendent chacune jusqu'à un bras longitudinal avec lequel elles sont également solidarisées.
L'invention concerne également une traverse destinée à équiper un essieu souple de véhicule automobile, du type présentant deux flancs reliés en une partie supérieure de ladite traverse, caractérisé en ce qu'au moins une paroi de ladite traverse présente une déformation s'étendant longitudinalement entre lesdits flancs, ladite déformation étant réalisée dans ladite ou lesdites parois de façon à présenter au moins une section fermée ou essentiellement fermée.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un essieu souple de véhicule automobile comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux, ladite traverse présentant deux flancs reliés en une partie supérieure de ladite traverse, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de fabrication de ladite traverse consistant à déformer au moins une paroi de ladite traverse de façon que ladite paroi présente une déformation s'étendant longitudinalement entre lesdits flancs, ladite déformation étant réalisée dans ladite ou lesdites paroi de façon à présenter au moins une section fermée ou essentiellement fermée.
L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un essieu une traverse reliant deux bras longitudinaux, ladite traverse présentant deux flancs reliés en une partie supérieure de ladite traverse, caractérisé en ce qu'au moins une paroi de ladite traverse présente une déformation s'étendant longitudinalement entre lesdits flancs, ladite déformation étant réalisée dans ladite ou lesdites parois de façon à présenter au moins une section fermée ou essentiellement fermée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférentiels de l'invention et de certaines de leurs variantes, donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une représentation d'une section d'un ensemble traverse et barre de torsion selon un premier mode de réalisation de l'état de la technique ; - la figure 2 est une représentation d'une section d'un ensemble traverse et barre de torsion selon un deuxième mode de réalisation de l'état de la technique ; - la figure 3 est une représentation d'une section d'un ensemble traverse et barre de torsion selon un troisième mode de réalisation de l'état de la technique ; - la figure 4 est une représentation d'une section d'une traverse intégrant la fonction raideur anti-dévers selon l'état de la technique ; - la figure 5 est une représentation d'une section d'une traverse intégrant la fonction raideur anti-dévers selon un deuxième mode de réalisation de l'état de la technique ;- la figure 5b est une représentation d'une section d'une traverse intégrant la fonction raideur anti-dévers selon un troisième mode de réalisation de l'état de la technique ; - la figure 6 est une représentation schématique d'un essieu dont la barre de torsion est liée par vissage à l'essieu selon l'état de la technique ; - la figure 7 est une représentation schématique d'un essieu dont la fonction raideur anti-dévers est intégrée à la traverse selon l'état de la technique ; - la figure 8 est une représentation schématique d'un essieu dont la fonction raideur anti-dévers est intégrée à la traverse selon un deuxième mode de réalisation de l'état de la technique. - la figure 9 est une vue d'une section de traverse selon un premier mode de réalisation de l'invention ;- la figure 10 est une vue d'une section de traverse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - les figures 11 à 13 sont des vues d'une traverse selon l'invention permettant d'illustrer chacune une technique de soudure des flancs entre eux ; - les figures 14 et 15 sont des vues d'une traverse selon l'invention permettant d'illustrer chacune une technique d'agrafage ; - la figure 16 est une vue d'un agrandissement partiel de la figure 15 ; - les figures 17 et 18 sont chacune une vue d'un troisième mode de réalisation de l'invention selon lequel la traverse présente deux section fermées ; - les figures 19 et 20 sont chacune une vue d'un quatrième mode de réalisation de l'invention selon lequel une traverse selon l'invention est réalisée à partir d'un profil fermé ;- les figures 21 et 22 sont chacune une vue d'un cinquième mode de réalisation de l'invention selon lequel une section fermée selon l'invention est réalisée dans un insert rapporté à l'intérieur d'un profilé ; - les figures 23 et 24 illustrent un sixième mode de réalisation de l'invention selon lequel une traverse selon l'invention est obtenue à parti de deux demi-traverses ; - la figure 25 est une vue d'un septième mode de réalisation de l'invention selon lequel la section fermée est celle d'un tube sur lequel on fixe des flancs ; - les figures 26 et 27 sont des vues d'une variante de réalisation d'une traverse selon l'invention, selon laquelle une pièce est rapportée à l'intérieur de la traverse, à chacune des extrémités de celle-ci ;- les figures 28 et 29, sont des vues d'une autre variante de réalisation d'une traverse selon l'invention, selon laquelle une pièce est rapportée à l'intérieur de la traverse, à chacune des extrémités de celle-ci.
La présente invention procède donc d'une recherche de conception de la fonction anti-dévers d'un essieu souple en vue d'écarter les difficultés et problèmes susmentionnés.
A cet effet, l'invention propose donc de réaliser la fonction anti-dévers d'un essieu souple à l'aide d'une déformation réalisée dans une paroi de la traverse, cette déformation s'étendant longitudinalement entre les flancs et présentant une section fermée ou essentiellement fermée.
Ceci est illustré par la figure 9 qui montre une traverse 1 d'essieu souple destinée à relier deux bras longitudinaux, la traverse comprenant deux flancs 11 reliés entre eux.
Tel qu'illustré, la liaison entre les flancs 11 est obtenue par l'intermédiaire de prolongements 12 des flancs qui se rejoignent tangentiellement par niveau d'une zone de fermeture 13.
De plus, les prolongements 12 continuent à s'étendre à partir de la zone de fermeture 13, entre les flancs 11, pour former une section fermée 14 ou essentiellement fermée.
On note qu'une telle traverse est obtenue à partir d'une unique pièce de tôle mise en forme par un procédé d'emboutissage.
Comme déjà indiqué précédemment, il est envisageable qu'à l'issue de l'emboutissage de la pièce en tôle destinée à former la traverse, les prolongements 12 ne soient pas tout à fait en contact l'un avec l'autre. Comme déjà indiqué, le terme essentiellement fermée englobe ce cas de figure.
Selon le mode de réalisation illustré par la figure 9, la section de la déformation 14 présente une forme arrondie dont une partie est circulaire.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la figure 10, la déformation 14 présente une section selon laquelle elle fait apparaître une forme aplatie à sa base.
Bien entendu, la section de cette déformation peut présenter d'autres formes selon d'autres mode de réalisation envisageables.
En effet, cette déformation permet d'obtenir la raideur anti-dévers souhaitée. Or, la gestion de la diversité des raideurs anti-dévers est réalisée en modifiant éventuellement la forme et les dimensions de la déformation 14.
Cette diversité se gère du fait que la raideur en torsion apportée par une déformation selon l'invention peut aisément être calculée.
On note que la traverse peut présenter d'autres caractéristiques complémentaires, la base des flancs pouvant par exemple présenter un rebord s'étendant vers l'intérieur ou l'extérieur de l'ouverture entre les flancs.
Par ailleurs, les prolongements 12 sont maintenus solidairement, en contact, l'un de l'autre à l'aide d'un cordon de soudure 15 déposé entre les prolongements 12 dans la gorge formée par ceux-ci au-dessus de la zone de fermeture 13.
Cette soudure est réalisée préférentiellement à l'aide de robots de soudage, ceux-ci pouvant être paramétrés de différentes manières suivant la soudure désirée. La soudure réalisée peut prendre les formes suivantes :
un cordon de soudure continu est déposé entre les prolongements 12 des flancs de la traverse, ce cordon s'étendant sur tout ou partie de la longueur de la traverse (figure 11) ; une série de cordons en chaînette (dont le principe de réalisation est en soi connu de l'homme du métier) répartis sur la longueur des prolongements 12 (figure 12) ; une série de points de soudure répartis sur la longueur des prolongements 12 (figure 13).
Selon une autre technique de solidarisation envisageable, les prolongements 12 peuvent être fixés l'un à l'autre par agrafage, à l'aide par exemple d'agrafes 2 rapportées telles que celles illustrées par la figure 14.
En référence aux figures 15 et 16, l'agrafage des prolongements 12 peut aussi être obtenue à l'aide d'agrafes intégrées au parois de la traverse.
De telles agrafes intégrées sont par exemple constituées par une série de pattes d'accrochage 21 découpées dans la paroi d'un prolongement de flanc, ces pattes étant écartées de la surface de la paroi de façon à être présentées en saillies de celle-ci en vue d'être introduites dans des évidements 22 de forme complémentaire des pattes 21.
Tel que cela apparaît sur la figure 16, la patte 21 est introduite dans un évidement 22 selon une direction d'introduction telle que celle indiquée par la flèche FI. Une fois en place, les pattes 21 et les évidements 22 coopèrent de telle sorte que les prolongements 12 ne puissent pas être écartés l'un de l'autre selon les directions F2 et F3.
Selon un autre mode de réalisation envisageable illustré par les figures 17 et 18, la traverse présente entre ses deux flancs 11 deux sections fermées 14.
Ces deux sections fermées 14 se présentent l'une à côté de l'autre dans le cas illustré par la figure 14, ces sections pouvant, comme déjà indiqué précédemment être obtenues par emboutissage ou par pliage d'une tôle, ou à partir d'un profilé.
Ces deux sections peuvent aussi être réalisées de façon que chacune soit contenue dans l'autre (figure 18), ceci étant par exemple obtenue en réalisant l'une des sections à nouveau par emboutissage, pliage ou à partir d'un profilé, et l'autre étant formée dans un insert rapporté à l'intérieur de l'autre ou en recouvrement de l'autre.
Dans les exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, la traverse est obtenue à partir d'une tôle.
Il est également envisageable, tel qu'illustré par les figures 19 et 20, de fabriquer une traverse selon l'invention à partir d'un profilé à section fermé (par exemple cylindrique) écrasé et/ou déformé de façon à faire apparaître entre ses flancs 11 une section fermée 14 selon l'invention.
Selon le mode de réalisation illustré par la figure 19, la section fermée 14 est délimitée par une paroi double, les deux épaisseurs de celleci pouvant être plaquées l'une contre l'autre ou légèrement écartées l'une de l'autre.
Selon le mode de réalisation illustré par la figure 20, la section fermée s'étend entre les flancs 11 et est délimitée par deux portions de parois 141, 142 ménageant entre elles un volume creux, la portion de paroi 142 formant une excroissance par rapport à la portion de paroi 141.
Selon encore un autre mode de réalisation illustré par les figures 21 et 22, la section fermée 14 est réalisée par une déformation d'un élément en tôle formant un insert 3 destiné à être solidarisé sur les flancs 11 d'un profilé 4 à section ouverte, l'insert étant placé de façon à s'étendre entre ces flancs (la section 14 s'étendant par conséquent également entre les flancs 11, à l'intérieur de la section ouverte du profilé 4).
La figure 21 fait apparaître une première variante de ce mode de réalisation, selon laquelle la section 14 s'étend en direction de l'ouverture de la section ouverte du profilé 4.
Une deuxième variante est illustrée par les figures 23 et 24, laquelle section 14 s'étend en direction de l'ouverture de la section ouverte du profilé 4.
Selon un autre mode de réalisation illustré par les figures 23 et 24, la traverse 1 présentant une déformation s'étendant longitudinalement entre les flancs 11 et définissant une section fermée 14 selon l'invention (figure 24) est obtenue par l'assemblage de deux demi-traverses la, telles qu'illustrées par la figure 23.
Tel que cela apparaît, ces demi-traverses la sont liées longitudinalement entre elles par l'intermédiaire en l'occurrence de deux zones de solidarisation 1100 (la solidarisation pouvant être réalisée à l'aide de techniques diverses, et notamment celle déjà indiquées précédemment).
De plus, les demi-traverses la présentent des formes complémentaires. Selon le présent mode de réalisation, elles sont formées de façon identique, de sorte que la traverse présente une symétrie axiale.
En particulier, la complémentarité des formes des demi-traverses porte sur la concavité 110 que chacune présente de façon à former, une fois les deux traverses réunies, la section fermée 14.
Selon une autre approche de l'invention illustrée par la figure 25, la déformation s'étendant entre les 11 et réalisée de façon à présenter une section fermée 14 correspond à la forme d'un élément tubulaire.
Selon le présent mode de réalisation, ce tube présente une section essentiellement rectangulaire, les 11 étant fixés, par exemple par soudage, sur les côtés du tube.
Bien entendu, ce tube peut présenter une section de forme différente selon d'autres modes de réalisation envisageables.
La figure 26 illustre une variante de réalisation de l'invention, selon laquelle deux pièces en tôle 26 d'ajustement de la raideur sont rapportées entre les flancs 11 de la traverse, de part et d'autre de la déformation 14.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la figure 27, la pièce 26 présente un évidement 261 correspondant à la forme de la déformation 14 en vue d'épouser celle-ci, la pièce 26 s'étendant de part et d'autre de la déformation jusqu'à venir en appui sur les flancs 11 de la traverse.
Ainsi constituée, la pièce 26 tend à limiter les déplacements de la déformation 14 entre les flancs 11 .
Tel que cela apparaît sur la figure 26, une telle pièce est montée au voisinage de chaque extrémité de la traverse.
On note que le fait de faire varier la position de la pièce 26 plus ou moins loin d'une extrémité de la traverse (comme symbolisé par les doubles flèches sur la figure 26) permet de faire varier la résistance à la torsion de la traverse.
Selon une solution envisageable, les pièces 26 montées aux extrémités de la traverse sont réalisées en caoutchouc (ou en un autre matériau souple dans d'autres modes de réalisation envisageables).
Ainsi, la pièce étant réalisée en un matériau souple, et l'évidement 261 étant dimensionné de façon appropriée, la pièce 26 se monte aisément, par emmanchement à force entre les flancs et sur la déformation 14.
Selon encore une autre variante illustrée par les figures 28 et 29, la pièce d'ajustement 26 est constituée sous forme d'un gousset monté à chaque extrémité de la traverse.
Dans ce cas, cette pièce 26 présente deux pattes 262 dont les flancs 2621 sont destinés à être en appui sur les flancs 11 de la traverse, les extrémités des pattes 262 ménageant un espace dans lequel vient s'inscrire au moins partiellement la déformation 14 de la traverse.
Cette pièce 26 présente en outre une patte de rigidification 263 reliant les flancs 2621 de la pièce.
Cette patte 263 présente un orifice pilote 264, servant de repère pour le positionnement de la pièce par rapport à un emplacement prédéterminé sur la traverse.Flexible axle of a motor vehicle comprising a cross member incorporating an anti-roll function, crosses, manufacturing method and corresponding vehicle.
The field of the invention is that of motor vehicle suspensions. More specifically, the invention relates to flexible axles for driving or non-driving wheels of a motor vehicle, and in particular how to achieve the anti-roll stiffness function of this axle.
Currently, on the flexible axles, the anti-roll function is carried out according to different technologies.
A first technology is to use a cross member 1 connecting the two longitudinal arms of the axle and a torsion bar 2 (anti-roll bar) reported ensuring most of the anti-roll stiffness. Different modes of implementation of this technique are illustrated in FIGS. 1, 2 and 3.
This bar of hollow cylindrical section, solid or hollow oblong, is connected to the axle either by welding on the longitudinal arms of the axle, or by welding on specific supports connected to the axle (example: Renault Clio ( registered trademarks)).
In some cases, the connection between the torsion bar and the axle is ensured by screw connection (example: Toyota Prius (registered trademarks), as shown in Figure 6).
The diversity of stiffness is ensured by modifying the dimensions (diameter and thickness) of the torsion bar. This first technology has the following disadvantages:
the cost of the torsion bar; the mass of the torsion bar - the connection between the torsion bar and the axle can be difficult because it is very constrained and localized to a zone of small dimension; - The vibratory mode of the bar is awkward in some cases; - the number of bar models required to allow the diversity of stiffness.
A second technology is known in which an element is attached to the cross member so as to define, in combination with the latter, a hollow body extending parallel to the axis of the cross member, at least over a portion thereof, so as to provide anti-roll stiffness.
It is understood that this technology involves the achievement of specific manufacturing steps related to obtaining the element to report and the attachment thereof on the cross.
These steps of course tend to increase the cost of the crossbar and, therefore, that of the axle.
In addition, the insert has the disadvantage of weighing down the crossbar, which is not desirable.
A third technology consists in integrating the stiffness antidevice function to the crossbar 1, as illustrated by FIGS. 4, 5 and 5b.
In this case, the crossbar consists of a tube formed in its central part to obtain the desired stiffness in torsion and flexion (example: Peugeot 806 (registered trademarks), illustrated in FIG. 7, or Opel Zafira (registered trademarks ), shown in Figure 8).
The diversity of anti-roll stiffness as needed is provided by changing the shape of the cross section.
This technology has the particular disadvantage of generating high tooling costs to manage the diversity of stiffness. Indeed, for each desired anti-roll stiffness forming tool of the cross is necessary.
The invention particularly aims to overcome the various disadvantages of known techniques.
More specifically, a first object of the invention is to provide flexible axles for motor vehicles, and a corresponding manufacturing method, to ensure the anti-roll stiffness of the axle, apart from the provision of stiffness of suspension springs, without the use of a torsion bar.
Thus, an object of the invention is to provide such axles, which are easy to manufacture, without requiring specific or complex tools, and which therefore have a reduced cost compared to the prior art.
Another object of the invention is to provide such axles whose weight is reduced, compared to those using a torsion bar.
Yet another object of the invention is to provide a technique allowing a simple, effective and low cost management of the anti-roll stiffness diversity, depending on the models and the needs.
These objectives, as well as others which will appear later, are achieved thanks to the invention which relates to a flexible axle of a motor vehicle, comprising a cross member connecting two longitudinal arms, said cross member having two flanks connected to an upper part. of said cross member, characterized in that at least one wall of said cross member has a deformation extending longitudinally between said sidewalls, said deformation being carried out in said wall or walls so as to have at least one closed or essentially closed section.
In this way, the anti-roll function is integrated into the cross member, the longitudinal deformation between the flanks of the crossbar acting as anti-roll bar.
An axle according to the invention therefore avoids the cost and mass disadvantages associated with the addition of a traditional anti-roll bar.
Moreover, the deformation of a wall of the cross member according to the invention makes it possible to bring the torsionally stiff zone closer to the torsional center of the axle and thus to improve the behavior thereof.
It should be noted that the fact that the deformation extends between the flanks furthermore has the following advantages:
the structure of the cross member at the ends can be defined to facilitate docking on the longitudinal arms; the internal position of the deformation moves the material away from the deformation with respect to the center of torsion of the crosspiece, which tends to improve the behavior thereof; the internal position, reduces the size of the cross and makes it less vulnerable to projections of solids (frequent under the vehicle chassis); the forming and the control of the geometry are facilitated.
According to an advantageous solution, said cross is made by stamping from a single sheet metal part.
The cross beam of the axle is thus obtained in a simple and inexpensive way using a controlled technique.
Such a cross member can therefore, from a single piece of sheet metal, meet the criteria of inertia in bending and torsional stiffness.
However, it is possible to report, for example on the flanks of the cross member, one or more elements to further increase the torsional stiffness. But this would be detrimental to the cost and weight of the cross as already explained above with reference to the prior art.
According to other conceivable embodiments, the crossbar may also be obtained by a folding technique or from a profile (extruded, for example).
According to a preferred solution, said flanks have extensions that meet tangentially to form a closure zone, and in that said extensions continue to extend from said closing zone, between said flanks, to form said section.
Such a cross member is simple to design and can be easily achieved, in particular by one or more stamping steps.
Note that the essentially closed term mentioned above includes the case where the section shows a slight clearance between the extensions, at the level of the closure area. Such a game can for example be filled by a weld seam as it will appear more clearly later.
Preferably, it comprises means for securing said extensions in said closure zone or in the vicinity thereof.
In this case, according to a first embodiment, said securing means are made by a welding technique.
Such a technique is effective and low cost, since it does not require tools specific to each type of axle but instead uses conventional means of welding.
Advantageously, said weld is made so as to obtain a weld belonging to the following group: a continuous bead; at least one cord in the form of a chain; - welding points.
One or the other of these types of welding will be chosen according to the stresses likely to be exerted on the crossing of the axle.
According to another embodiment of the securing means, these are obtained using a stapling technique.
In this case, the stapling technique preferably uses staples belonging to the following group: - attached staples; staples integrated in said wall or walls of said crossmember.
In the case where the staples are integrated, these are advantageously made in the form of hooking tabs and recesses of complementary shape of said tabs, said recesses being intended to cooperate with said tabs so as to secure said extensions.
Note that the securing means can be obtained according to other embodiments without departing from the scope of the invention, for example by gluing, riveting or by filling the space between the extensions using a rubber binder (or other).
According to an advantageous variant embodiment, said deformation is carried out in said wall or walls so as to have two closed or essentially closed sections.
In this way, it is possible to adapt the stiffness in torsion of the cross-member, the stiffness being then increased by the presence of a second closed section fulfilling the role of a second anti-roll bar.
In this case, said two sections are advantageously located next to each other, or so that one is contained in the other.
Various stiffnesses can thus be obtained.
According to a particular embodiment, said crossbar is made from at least one closed profile.
In this case, according to a first variant, said deformation is performed on said closed profile so that said one or more sections are delimited by a double wall.
In this case, according to a first variant, said deformation is performed on said closed profile so that said one or more sections are delimited by a double wall.
According to a second conceivable variant, said deformation is carried out on said closed profile so that a wall portion forms, between said flanks, an outgrowth with respect to another wall portion.
According to another particular embodiment, said deformation is carried out in the wall of an insert insert inside an open cross section profile.
In this way we can continue to manufacture sleepers retaining traditional tools and change the stiffness of these sleepers by adding an insert with the features of the invention.
In this case, according to a first variant, said insert is made and attached inside said cross-member such that said closed section extends towards the opening of said open section of said profile.
According to a second variant, said insert is made and attached inside said cross-member so that said closed section extends towards the bottom of said profile.
Thus, we use one or other of these two variants to vary the center of torsion of the cross depending on the expected behavior of it.
According to another approach of the invention, said wall having said deformation consists of a tube on which said flanks are substantially symmetrically fixed.
According to an advantageous variant of the invention, the axle comprises at least one stiffness adjustment piece attached between said flanks and bearing on said one or more deformations.
In this way it is possible to gain precision with regard to the behavior of the axle.
Preferably, the axle comprises a stiffness adjustment piece mounted near each end of the cross member.
According to a first embodiment, said adjustment piece or pieces at least partially match said one or more deformations and extend on either side of them to come into abutment with each of said sidewalls.
In this way it is possible to adjust the anti-roll of the axle, in particular by varying the dimensions and the positioning of the adjustment piece.
It is understood that a wide variety of torsional stiffness characteristics can be obtained with great simplicity, the simple change of position (of the same adjustment piece) to vary the stiffness of the axle.
According to a possible variation, said one or more adjustment pieces are made of an elastically deformable material.
According to another conceivable variant, said one or more adjustment pieces are constituted by a metal piece welded to the crossmember.
According to a second embodiment, said one or more adjustment pieces are secured to said one or more deformations and each extends to a longitudinal arm with which they are also secured.
The invention also relates to a cross member for equipping a flexible axle of a motor vehicle, of the type having two sidewalls connected to an upper portion of said cross member, characterized in that at least one wall of said cross member has a deformation extending longitudinally between said flanks, said deformation being carried out in said wall or walls so as to have at least one closed or essentially closed section.
The invention also relates to a method of manufacturing a flexible axle of a motor vehicle comprising a cross member connecting two longitudinal arms, said cross member having two sidewalls connected to an upper portion of said cross member, characterized in that it comprises a manufacturing step said cross-member consisting in deforming at least one wall of said cross-member such that said wall has a deformation extending longitudinally between said sidewalls, said deformation being effected in said at least one wall so as to have at least one closed or essentially closed section; .
The invention also relates to a motor vehicle comprising an axle a cross member connecting two longitudinal arms, said cross member having two flanks connected to an upper portion of said cross member, characterized in that at least one wall of said cross member has a deformation extending longitudinally between said flanks, said deformation being carried out in said wall or walls so as to have at least one closed or essentially closed section.
Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of several preferred embodiments of the invention and some of their variants, given by way of illustrative and non-limiting examples, and annexed drawings among which:
- Figure 1 is a representation of a section of an assembly crosses and torsion bar according to a first embodiment of the state of the art; FIG. 2 is a representation of a section of a cross-bar and torsion bar assembly according to a second embodiment of the state of the art; - Figure 3 is a representation of a section of an assembly crosses and torsion bar according to a third embodiment of the state of the art; - Figure 4 is a representation of a section of a cross member incorporating the anti-roll stiffness function according to the state of the art; FIG. 5 is a representation of a section of a cross member incorporating the anti-roll stiffness function according to a second embodiment of the state of the art; FIG. 5b is a representation of a section of a cross member incorporating the anti-roll stiffness function according to a third embodiment of the state of the art; - Figure 6 is a schematic representation of an axle whose torsion bar is screwed to the axle according to the state of the art; - Figure 7 is a schematic representation of an axle whose anti-roll stiffness function is integrated into the cross member according to the state of the art; - Figure 8 is a schematic representation of an axle whose anti-roll stiffness function is integrated into the cross member according to a second embodiment of the state of the art. Figure 9 is a view of a cross-section according to a first embodiment of the invention; Figure 10 is a view of a cross-section according to a second embodiment of the invention; - Figures 11 to 13 are views of a cross member according to the invention to illustrate each a welding technique flanks between them; - Figures 14 and 15 are views of a cross member according to the invention to illustrate each a stapling technique; Fig. 16 is a view of a partial enlargement of Fig. 15; - Figures 17 and 18 are each a view of a third embodiment of the invention wherein the cross has two closed sections; - Figures 19 and 20 are each a view of a fourth embodiment of the invention according to which a cross member according to the invention is made from a closed profile; - Figures 21 and 22 are each a view of a fifth embodiment of the invention according to which a closed section according to the invention is made in an insert insert inside a profile; - Figures 23 and 24 illustrate a sixth embodiment of the invention according to which a cross member according to the invention is obtained from two half-cross members; FIG. 25 is a view of a seventh embodiment of the invention according to which the closed section is that of a tube on which flanks are fixed; - Figures 26 and 27 are views of an alternative embodiment of a cross member according to the invention, according to which a piece is attached to the interior of the cross member at each end thereof; 28 and 29 are views of another embodiment of a cross member according to the invention, according to which a piece is attached to the interior of the cross member at each end thereof.
The present invention therefore proceeds from a search of design of the anti-roll function of a flexible axle in order to overcome the aforementioned difficulties and problems.
For this purpose, the invention therefore proposes to perform the anti-roll function of a flexible axle by means of a deformation carried out in a wall of the cross member, this deformation extending longitudinally between the sidewalls and having a cross section. closed or essentially closed.
This is illustrated in FIG. 9 which shows a crosspiece 1 of flexible axle intended to connect two longitudinal arms, the crossmember comprising two sidewalls 11 interconnected.
As illustrated, the connection between the flanks 11 is obtained via extensions 12 of the flanks which meet tangentially by level of a closure zone 13.
In addition, the extensions 12 continue to extend from the closure zone 13, between the flanks 11, to form a closed section 14 or substantially closed.
It is noted that such a cross is obtained from a single piece of sheet metal shaped by a stamping process.
As already indicated above, it is conceivable that after the stamping of the sheet metal part to form the cross, the extensions 12 are not quite in contact with each other. As already indicated, the term essentially closed includes this case.
According to the embodiment illustrated in Figure 9, the section of the deformation 14 has a rounded shape of which a portion is circular.
According to another embodiment illustrated in Figure 10, the deformation 14 has a section in which it shows a flattened shape at its base.
Of course, the section of this deformation may have other shapes according to other possible embodiments.
Indeed, this deformation makes it possible to obtain the desired anti-roll stiffness. However, the management of the diversity of anti-roll stiffness is achieved by possibly modifying the shape and dimensions of the deformation 14.
This diversity is managed because the torsional stiffness provided by a deformation according to the invention can easily be calculated.
It is noted that the crossmember may have other complementary features, the base of the sidewalls may for example have a flange extending inwardly or outwardly of the opening between the sidewalls.
Moreover, the extensions 12 are held together, in contact with each other by means of a weld bead 15 deposited between the extensions 12 in the groove formed by them above the zone. closing 13.
This welding is preferably performed using welding robots, they can be parameterized in different ways depending on the desired weld. The weld made can take the following forms:
a continuous weld seam is deposited between the extensions 12 of the sidewalls of the cross member, this bead extending over all or part of the length of the crosspiece (Figure 11); a series of string cords (the principle of which is known per se to those skilled in the art) distributed along the length of the extensions 12 (FIG. 12); a series of weld points distributed along the length of the extensions 12 (FIG. 13).
According to another conceivable fastening technique, the extensions 12 can be fixed to one another by stapling, for example using attached staples 2 such as those illustrated in FIG. 14.
With reference to FIGS. 15 and 16, the stapling of the extensions 12 can also be obtained by means of staples integrated in the walls of the cross-member.
Such integrated staples are for example constituted by a series of hooking tabs 21 cut in the wall of a sidewall extension, these tabs being spaced apart from the surface of the wall so as to be presented as projections therefrom. to be introduced into recesses 22 of complementary shape of the tabs 21.
As shown in Figure 16, the tab 21 is inserted into a recess 22 in an insertion direction such as that indicated by the arrow FI. Once in place, the tabs 21 and the recesses 22 cooperate so that the extensions 12 can not be separated from each other along the directions F2 and F3.
According to another conceivable embodiment illustrated by FIGS. 17 and 18, the crosspiece has between its two sides 11 two closed sections 14.
These two closed sections 14 are next to each other in the case illustrated in FIG. 14, these sections being able, as already indicated above, to be obtained by stamping or folding a sheet, or from a profile.
These two sections can also be made so that each is contained in the other (Figure 18), this being for example obtained by performing one of the sections again by stamping, folding or from a profile, and the another being formed in an insert attached to the inside of the other or overlapping the other.
In the embodiments that have just been described, the cross member is obtained from a sheet.
It is also conceivable, as illustrated by FIGS. 19 and 20, to manufacture a cross member according to the invention from a closed section section (for example cylindrical) that is crushed and / or deformed so as to show between its flanks 11 a closed section 14 according to the invention.
According to the embodiment illustrated in Figure 19, the closed section 14 is delimited by a double wall, the two thicknesses of which can be pressed against each other or slightly spaced apart from each other.
According to the embodiment illustrated in FIG. 20, the closed section extends between the flanks 11 and is delimited by two wall portions 141, 142 forming between them a hollow volume, the wall portion 142 forming an outgrowth with respect to the wall portion 141.
According to yet another embodiment illustrated by FIGS. 21 and 22, the closed section 14 is made by a deformation of a sheet metal element forming an insert 3 intended to be secured to the flanks 11 of an open section profile 4 , the insert being placed to extend between these flanks (the section 14 therefore extending also between the flanks 11, inside the open section of the section 4).
FIG. 21 shows a first variant of this embodiment, in which section 14 extends in the direction of the opening of the open section of profile 4.
A second variant is illustrated in FIGS. 23 and 24, which section 14 extends towards the opening of the open section of the profile 4.
According to another embodiment illustrated in FIGS. 23 and 24, the cross member 1 presenting a deformation extending longitudinally between the flanks 11 and defining a closed section 14 according to the invention (FIG. 24) is obtained by assembling two half-cross pieces la, as illustrated in FIG. 23.
As it appears, these half-crosspieces are connected longitudinally with each other via two fastening zones 1100 (the joining can be carried out using various techniques, and in particular that already indicated above) .
In addition, the half-crosses have complementary shapes. According to the present embodiment, they are formed identically, so that the crosspiece has axial symmetry.
In particular, the complementarity of the shapes of the half-crosspieces relates to the concavity 110 that each has so as to form, once the two crossed ties, the closed section 14.
According to another approach of the invention illustrated in FIG. 25, the deformation extending between the 11 and made to have a closed section 14 corresponds to the shape of a tubular element.
According to the present embodiment, this tube has a substantially rectangular section, the 11 being fixed, for example by welding, on the sides of the tube.
Of course, this tube may have a section of different shape according to other possible embodiments.
FIG. 26 illustrates an alternative embodiment of the invention, according to which two pieces of plate 26 for adjusting the stiffness are attached between the flanks 11 of the cross member, on either side of the deformation 14.
According to another embodiment illustrated in FIG. 27, the piece 26 has a recess 261 corresponding to the shape of the deformation 14 in order to fit the latter, the piece 26 extending on either side of the deformation up to bear on the flanks 11 of the cross.
Thus constituted, the piece 26 tends to limit the movements of the deformation 14 between the flanks 11.
As shown in FIG. 26, such a piece is mounted near each end of the crossmember.
Note that varying the position of the piece 26 more or less far from one end of the crossbar (as symbolized by the double arrows in Figure 26) allows to vary the torsional resistance of the cross.
According to a possible solution, the parts 26 mounted at the ends of the cross member are made of rubber (or other flexible material in other possible embodiments).
Thus, the part being made of a flexible material, and the recess 261 being dimensioned appropriately, the part 26 is easily mounted, by press fitting between the sidewalls and on the deformation 14.
According to yet another variant illustrated in Figures 28 and 29, the adjustment piece 26 is formed in the form of a gusset mounted at each end of the cross member.
In this case, this piece 26 has two tabs 262 whose flanks 2621 are intended to be supported on the flanks 11 of the crossbar, the ends of the tabs 262 providing a space in which at least partially fits the deformation 14 of the crossing.
This piece 26 further has a stiffening lug 263 connecting the flanks 2621 of the part.
This tab 263 has a pilot orifice 264, serving as a reference for the positioning of the workpiece relative to a predetermined location on the crosspiece.
REVENDICATIONS
1. Essieu souple de véhicule automobile, comprenant une traverse (1) reliant deux bras longitudinaux, ladite traverse (1) présentant deux flancs (11) reliés en une partie supérieure de ladite traverse (1), caractérisé en ce qu'au moins une paroi de ladite traverse (1) présente une déformation (14) s'étendant longitudinalement entre lesdits flancs (11), ladite déformation (14) étant réalisée dans ladite ou lesdites parois de façon à présenter au moins une section fermée ou essentiellement fermée. 1. flexible axle of a motor vehicle, comprising a crossbar (1) connecting two longitudinal arms, said crossbar (1) having two sidewalls (11) connected in an upper part of said crossbar (1), characterized in that at least one wall of said crossbar (1) has a deformation (14) extending longitudinally between said flanks (11), said deformation (14) being formed in said wall or walls so as to have at least one closed or substantially closed section.