FR2932145A1

FR2932145A1 - Rear flexible axle system for e.g. four-door sedan, has steering axle swivel assembled at end of arm along two accosting surfaces by fixation units, where fixation units permit angular rotation between accosting surfaces

Info

Publication number: FR2932145A1
Application number: FR0803211A
Authority: FR
Inventors: Emmanuel Dube; Jean Veneau; Emmanuel Bonnet
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-12-11
Anticipated expiration: 2028-06-10
Also published as: FR2932145B1

Abstract

The system has longitudinal arms (2) connected by a crosspiece, where one of ends of each arm is articulated to a body shell of a vehicle. A steering axle swivel is assembled at another end of the arm along two accosting surfaces (8a) by fixation units, where a plane of the accosting surfaces is not perpendicular to an axle of the spindle. The fixation units permit angular rotation between the accosting surfaces up to 6 degrees.

Description

Essieu souple arrière réglable pour véhicule automobile. L'invention concerne un essieu souple arrière d'un véhicule automobile, équipé de moyens permettant de régler l'angle de pince des roues. Adjustable rear flexible axle for a motor vehicle. The invention relates to a rear flexible axle of a motor vehicle, equipped with means for adjusting the wheel clamp angle.

Un essieu souple est un grain arrière à roues dépendantes dont l'architecture prend la forme d'un H. Il est composé essentiellement de deux bras longitudinaux reliant la roue à la caisse et d'une traverse déformable reliant les deux bras longitudinaux. A flexible axle is a rear wheel with dependent wheels whose architecture takes the form of an H. It consists essentially of two longitudinal arms connecting the wheel to the body and a deformable cross connecting the two longitudinal arms.

Viennent ensuite s'ajouter les éléments permettant la fixation des montages de roues, des liaisons à la caisse et les supports de ressorts et d'amortisseurs. Une des fonctions principales de l'essieu souple, est de maintenir la position des roues par rapport au sol. Then there are the elements for attaching the wheel assemblies, the connections to the body and the supports of springs and dampers. One of the main functions of the flexible axle is to maintain the position of the wheels relative to the ground.

Cette position des roues est caractérisée par les angles initiaux (pince et carrossage) réalisés sur l'essieu. Ces angles initiaux résultent du compromis entre les prestations dynamiques souhaitées et l'usure des pneus. Sur les véhicules modernes, les roues sont de plus en plus 20 grandes et les carcasses de pneus de plus en plus raides. La précision nécessaire de réalisation des angles de pince et carrossage augmente donc pour garantir la prestation et surtout éviter les usures prématurées des pneus. Un autre point induit par l'usage de roues plus grandes et plus 25 raides dans le cadre d'une utilisation multi véhicule d'un même essieu souple (effet de plateforme) est le suivant : le calage angulaire de l'essieu n'étant pas le même d'un véhicule à l'autre (écart de masse entre une berline et un monospace par exemple), il serait souhaitable pour limiter le risque d'usure prématurée de pneus, d'ajuster les 30 angles initiaux en fonction des véhicules d'une même plateforme. Cette opération est difficilement industrialisable à grande échelle avec les technologies utilisées aujourd'hui. Les essieux souples sont généralement réalisés à partir d'assemblages mécano soudés d'éléments en acier (emboutis ou issus 35 du formage). This position of the wheels is characterized by the initial angles (clamp and camber) made on the axle. These initial angles result from the compromise between the desired dynamic performance and tire wear. On modern vehicles, the wheels are becoming larger and the tire carcasses more and more stiff. The necessary accuracy of realization of the angles of clamp and camber thus increases to guarantee the delivery and especially to avoid the premature wear of the tires. Another point induced by the use of larger and steeper wheels in the context of a multi-vehicle use of the same flexible axle (platform effect) is as follows: the angular setting of the axle being not the same from one vehicle to another (mass difference between a sedan and a minivan for example), it would be desirable to limit the risk of premature wear of tires, to adjust the initial angles according to vehicles from the same platform. This operation is difficult to industrialize on a large scale with the technologies used today. Flexible axles are generally made from mechanically welded assemblies of steel elements (stamped or derived from forming).

L'utilisation de la soudure en grande série (temps de cycle court) induit des déformations résiduelles importantes sur les composants soudés ce qui ne favorise pas le positionnement précis des pièces. Les angles initiaux (pince et carrossage) sont obtenus de deux façons : - Positionnement des pièces servant à fixer le montage de roue en dernière opération de la gamme de soudure de l'essieu afin d'assurer au mieux l'obtention des angles initiaux. Cette technique est utilisée aujourd'hui essentiellement pour des véhicules de la gamme inférieure du fait de son coût réduit. Les angles sont généralement contrôlés à 100% en sortie de ligne de soudure (avant protection cataphorèse de l'essieu). Le principal inconvénient de cette solution est que la capabilité des moyens de fabrication ne permet pas d'obtenir des dispersions réduites et requière une parfaite maîtrise de l'assemblage soudé pour limiter les dispersions (qualité et répétitivité des jeux d'accostage entre autres). - Usinage des faces d'appui des montages de roues après soudure de tous les composants de l'essieu. Cette technique plus coûteuse est plus précise et largement répandue sur les véhicules de gammes moyenne et supérieure. Les angles sont aussi contrôlés à 100% en sortie de ligne de soudure (avant protection cataphorèse de l'essieu). Les inconvénients de cette solution sont : 25 o Le bridage de l'essieu pour éviter les vibrations et les déformations sous l'effort d'usinage est problématique et demande une mise au point importante afin d'obtenir le résultat souhaité. o La gestion des copeaux dus à l'usinage. Il faut, sur la 30 pièce brute, réaliser des chanfreins sur les pourtours et les perçages de la pièce ou une opération d'ébavurage supplémentaire après usinage. Les solutions citées ci-dessus ne permettent pas (ou très difficilement) de réaliser des diversités sur les angles de pinces et 35 carrossage pour des productions en grande série. Le but de la présente invention est d'apporter une solution simple et économique au problème évoqué ci-dessus. 15 20 The use of mass soldering (short cycle time) induces significant residual deformations on the welded components which does not favor the precise positioning of the parts. The initial angles (clamp and camber) are obtained in two ways: - Positioning of the parts used to fix the wheel assembly at the last operation of the axle weld range to ensure the best obtaining of the initial angles. This technique is used today mainly for vehicles of the lower range because of its reduced cost. Angles are usually 100% controlled at the weld line exit (before axle cataphoresis protection). The main disadvantage of this solution is that the capability of the manufacturing means does not allow to obtain reduced dispersions and requires a perfect control of the welded assembly to limit dispersions (quality and repeatability of docking games among others). - Machining of the bearing faces of the wheel assemblies after welding of all the components of the axle. This more expensive technique is more accurate and widespread on medium and upper range vehicles. The angles are also 100% controlled at the exit of the welding line (before axle cataphoresis protection). The drawbacks of this solution are: Axle clamping to avoid vibrations and deformations under the machining force is problematic and requires an important focus in order to obtain the desired result. o Chip management due to machining. It is necessary, on the blank, to make chamfers on the perimeters and holes of the part or an additional deburring operation after machining. The solutions mentioned above do not make it possible (or very difficult) to achieve diversities on the angles of clamps and camber for mass production. The object of the present invention is to provide a simple and economical solution to the problem mentioned above. 15 20

Ce but est atteint selon l'invention grâce à un essieu souple arrière d'un véhicule automobile comprenant deux bras longitudinaux reliés par une traverse, l'une des extrémités de chaque bras longitudinal étant articulée à la caisse du véhicule et l'autre extrémité portant une fusée de roue, caractérisé en ce que la fusée de roue est assemblée à l'extrémité du bras longitudinal suivant deux faces d'accostage dont le plan n'est pas perpendiculaire à l'axe de la fusée par des moyens de fixation permettant une rotation angulaire entre les deux faces d'accostage. This object is achieved according to the invention by means of a rear flexible axle of a motor vehicle comprising two longitudinal arms connected by a cross member, one end of each longitudinal arm being hinged to the vehicle body and the other end bearing a wheel spindle, characterized in that the wheel spindle is assembled at the end of the longitudinal arm along two docking faces whose plane is not perpendicular to the axis of the rocket by fixing means allowing a angular rotation between the two docking faces.

Cette rotation angulaire entre les deux faces d'accostage permet de régler l'angle de pince des fusées de roue, sans modifier l'angle de carrossage. Les moyens de fixation ci-dessus peuvent par exemple être adaptés pour permettre une rotation angulaire égale à plus ou moins 15 6° par rapport à une valeur initiale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la fusée porte un plateau et l'extrémité du bras longitudinal comporte une plaque présentant une face d'appui sensiblement verticale, une entretoise présentant deux faces non parallèles étant intercalée entre le plateau 20 de la fusée et la face d'appui de la plaque. En faisant tourner le plateau de la fusée par rapport à l'entretoise on modifie l'angle de pince de la roue portée par la fusée. Dans un mode de réalisation simple et avantageux de l'invention, le plateau de la fusée est fixé à la plaque du bras longitudinal au 25 moyen de plusieurs vis engagées dans des trous traversant le plateau, l'entretoise et la plaque, ces trous étant oblongs pour permettre ladite rotation angulaire. De préférence également, le plateau de la fusée présente sur sa face opposée à la fusée une protubérance cylindrique centrée sur l'axe 30 de la fusée, cette protubérance étant engagée dans une ouverture traversant l'entretoise et la plaque portée par l'extrémité du bras longitudinal. Cette protubérance permet ainsi de centrer la fusée par rapport à la plaque portée par le bras longitudinal, tout en permettant la rotation 35 angulaire. Dans un mode de réalisation avantageux, la face du plateau de la fusée qui s'appuie contre l'entretoise est usinée de façon à former avec le plateau un angle identique à celui compris entre les deux faces opposées de l'entretoise. Ainsi, le plateau de la l'usée est sensiblement parallèle à la plaque portée par le bras longitudinal de sorte que l'entretoise à faces 5 non parallèles ne modifie pas l'angle de carrossage. De préférence, l'entretoise est soudée à la plaque portée par le bras longitudinal. Ainsi, la présence de l'entretoise ne modifie pas le nombre de pièces. 10 D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un essieu souple arrière d'un véhicule automobile, - la figure 2 est une vue en coupe dans un plan vertical de l'extrémité arrière d'un bras longitudinal montrant la plaque et l'entretoise à faces non parallèles, la figure 3 est une vue en coupe dans un plan vertical de la fusée et de son plateau, - la figure 4 est une vue latérale suivant la flèche F de la figure 3, montrant. l'extrémité du bras, la plaque et le plateau de la fusée fixé à la plLaque, - la figure 5 est une vue en perspective montrant l'ensemble des parties de la figure 4 ainsi que la fusée, - la figure 6 est une vue partielle à échelle agrandie de la figure 4. La figure 1 représente un essieu souple arrière d'un véhicule automobile, présentant une structure en H. 30 Cet essieu comprend deux bras longitudinaux 1, 2 reliés ensemble par une traverse 3. L'une des extrémités de chaque bras longitudinal 1, 2 est articulée en 4, 5 à la caisse du véhicule et l'autre extrémité du bras 1, 2 porte une fusée de roue 6, 7. 35 Ces bras 1, 2 supportent également le ressort 3a et l'amortisseur de suspension. 15 20 25 This angular rotation between the two docking faces makes it possible to adjust the clamp angle of the wheel flares, without modifying the camber angle. The above fixing means may for example be adapted to allow an angular rotation equal to plus or minus 6 ° with respect to an initial value. In a preferred embodiment of the invention, the rocket carries a plate and the end of the longitudinal arm comprises a plate having a substantially vertical bearing surface, a spacer having two non-parallel faces being interposed between the plate 20 of the rocket and the bearing face of the plate. By turning the plate of the rocket relative to the spacer is changed the clamp angle of the wheel carried by the rocket. In a simple and advantageous embodiment of the invention, the rocket plate is fixed to the plate of the longitudinal arm by means of several screws engaged in holes through the plate, the spacer and the plate, these holes being oblong to allow said angular rotation. Also preferably, the rocket plate has on its face opposite the rocket a cylindrical protuberance centered on the axis 30 of the rocket, this protuberance being engaged in an opening through the spacer and the plate carried by the end of the longitudinal arm. This protuberance thus makes it possible to center the rocket relative to the plate carried by the longitudinal arm, while allowing angular rotation. In an advantageous embodiment, the face of the plate of the rocket which bears against the spacer is machined so as to form with the plate an angle identical to that between the two opposite faces of the spacer. Thus, the plate of the used is substantially parallel to the plate carried by the longitudinal arm so that the spacer with non-parallel faces does not change the camber angle. Preferably, the spacer is welded to the plate carried by the longitudinal arm. Thus, the presence of the spacer does not change the number of parts. Other features and advantages of the invention will become apparent throughout the description hereinafter. The invention is now described with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a plan view of a rear flexible axle of a motor vehicle, FIG. 2 is a sectional view in a vertical plane of the rear end of a longitudinal arm showing the plate and the spacer with non-parallel faces, Figure 3 is a sectional view in a vertical plane of the rocket and its plate, - Figure 4 is a side view along the arrow F of Figure 3, showing. the end of the arm, the plate and the plate of the rocket fixed to the plate, - Figure 5 is a perspective view showing all the parts of Figure 4 and the rocket, - Figure 6 is a view Figure 1 shows a rear flexible axle of a motor vehicle, having a structure H. This axle comprises two longitudinal arms 1, 2 connected together by a cross 3. One of the ends of each longitudinal arm 1, 2 is articulated at 4, 5 to the vehicle body and the other end of the arm 1, 2 carries a wheel axle 6, 7. 35 These arms 1, 2 also support the spring 3a and the suspension damper. 15 20 25

Sur la figure 1, l'axe X est situé dans un plan horizontal et dans l'axe longitudinal du véhicule. L'axe Y est situé sur l'axe d'articulation des bras longitudinaux 1, 2. In Figure 1, the X axis is located in a horizontal plane and in the longitudinal axis of the vehicle. The Y axis is located on the axis of articulation of the longitudinal arms 1, 2.

Les bras 1, 2 et la traverse 3 sont constitués par exemple par des tubes en acier soudés entre eux. Conformément à l'invention (voir figures 3 et 4) la fusée de roue 7 est assemblée à l'extrémité du bras longitudinal 2 suivant deux faces d'accostage 8a, 9a dont le plan n'est pas perpendiculaire à l'axe 10 de la fusée 7, grâce à des moyens de fixation. qui sont précisés plus loin, permettant une rotation angulaire entre les deux faces d'accostage 8a, 9a. Dans l'exemple représenté, la fusée 7 porte un plateau 9 perpendiculaire à l'axe 10 et l'extrémité du bras longitudinal 2 porte une plaque verticale 11 qui est soudée au bras 2 au moyen de renforts 12. Entre la face d'appui 1 la de la plaque 1l et le plateau 9 de la fusée 7 est intercalée une entretoise 13 (voir figure 2) présentant deux faces non parallèles formant entre elles un angle a de quelques degrés. The arms 1, 2 and the cross member 3 consist for example of steel tubes welded together. According to the invention (see FIGS. 3 and 4) the wheel spindle 7 is assembled at the end of the longitudinal arm 2 along two docking faces 8a, 9a whose plane is not perpendicular to the axis 10 of rocket 7, thanks to fastening means. which are specified below, allowing angular rotation between the two docking faces 8a, 9a. In the example shown, the rocket 7 carries a plate 9 perpendicular to the axis 10 and the end of the longitudinal arm 2 carries a vertical plate 11 which is welded to the arm 2 by means of reinforcements 12. Between the bearing face 1 la of the plate 11 and the plate 9 of the rocket 7 is interposed a spacer 13 (see Figure 2) having two non-parallel faces forming between them an angle of a few degrees.

Comme montré par les figures 4, 5, 6 le plateau 9 de la fusée 7 est fixé à la plaque 11 du bras longitudinal 2 au moyen de quatre vis 14 engagées dans des trous 15 traversant le plateau 9, l'entretoise 13 et la plaque 11. Les trous 15 sont oblongs pour permettre la rotation angulaire du plateau 9 de la fusée 7 par rapport à la plaque 11 fixée au bras 2. Par ailleurs, le plateau 9 présente sur sa face opposée à la fusée 7 une protubérance cylindrique 1.6 centrée sur l'axe 10 de la fusée. Cette protubérance 16 est en position montée engagée dans une ouverture circulaire complémentaire 17 traversant l'entretoise 13 et la plaque 11 portée par le bras 2. Cette ouverture 17 permet de centrer la fusée 7 et la rotation de celle-ci par rapport à la plaque 1L lorsque les vis 14 sont desserrées. On voit également sur la figure 3 que la face 9a du plateau 9 de la fusée qui s'appuie contre la face 8a de l'entretoise 13 est usinée de façon à former avec le plateau 9 un angle identique à l'angle a compris entre les deux faces opposées de l'entretoise 13. As shown in FIGS. 4, 5, 6, the plate 9 of the fuse 7 is fixed to the plate 11 of the longitudinal arm 2 by means of four screws 14 engaged in holes 15 passing through the plate 9, the spacer 13 and the plate 11. The holes 15 are oblong to allow the angular rotation of the plate 9 of the fuse 7 relative to the plate 11 attached to the arm 2. Furthermore, the plate 9 has on its face opposite the fuse 7 a cylindrical protuberance 1.6 centered on the axis 10 of the rocket. This protrusion 16 is in the mounted position engaged in a complementary circular opening 17 passing through the spacer 13 and the plate 11 carried by the arm 2. This opening 17 makes it possible to center the fuse 7 and the rotation thereof relative to the plate 1L when the screws 14 are loosened. FIG. 3 also shows that the face 9a of the plate 9 of the rocket which bears against the face 8a of the spacer 13 is machined so as to form with the plate 9 an angle identical to the angle a between the two opposite faces of the spacer 13.

Ainsi, le plateau 9 est sensiblement parallèle à la plaque 11 fixée au bras 2. Dans la réalisation représentée, l'entretoise 13 est soudée à la plaque 11. Thus, the plate 9 is substantially parallel to the plate 11 fixed to the arm 2. In the embodiment shown, the spacer 13 is welded to the plate 11.

Dans une variante de l'invention, l'entretoise 13 n'est pas soudée à la plaque 11 mais peut tourner entre le plateau 9 de la fusée et la plaque 11 pour permettre le réglage de l'angle de pince. Dans cette réalisation, les vis de fixation du plateau 9 restent toujours dans la même position ce qui simplifie l'opération de vissage. In a variant of the invention, the spacer 13 is not welded to the plate 11 but can rotate between the plate 9 of the rocket and the plate 11 to allow adjustment of the clamp angle. In this embodiment, the fixing screws of the plate 9 always remain in the same position which simplifies the screwing operation.

Cependant, cette variante introduit une pièce supplémentaire (l'entretoise libre) par rapport à la version décrite précédemment. Dans les deux cas, les moyens de fixation, c'est-à-dire les vis et les trous oblongs permettent une rotation angulaire du plateau de la fusée 7 de plus ou moins 6° par exemple par rapport à la plaque 11. However, this variant introduces an additional piece (free spacer) compared to the previously described version. In both cases, the fixing means, that is to say the screws and the oblong holes allow an angular rotation of the plate of the rocket 7 plus or minus 6 ° for example with respect to the plate 11.

Lors de cette rotation, la face 9a du plateau 9 glisse sur la face 8a de l'entretoise 13, ce qui modifie l'angle de pince de la fusée 7. De plus, lors de ce réglage, l'angle de carrossage ne change pratiquement pas. A titre d'exemple, si l'angle a de l'entretoise 13 est de 3,5° et l'angle de réglage (voir figure 6) est de plus ou moins 5°, le réglage de l'angle de pince couvre une plage de plus ou moins 0,3°(plus ou moins 20°) et l'angle de carrossage varie de plus ou moins 0,01 ° ce qui est négligeable. Les principaux avantages cie l'invention sont les suivants : - possibilité de diversité d'angle de pince des roues arrière, dans le cas où une plateforme identique est utilisée pour plusieurs véhicules, - suppression de l'usure prématurée des pneumatiques, - possibilité de compenser des défauts d'angle de pince, par exemple à la suite d'un choc du véhicule, - diminution du taux d'essieux non-conformes en usine de fabrication. During this rotation, the face 9a of the plate 9 slides on the face 8a of the spacer 13, which changes the clamp angle of the rocket 7. In addition, during this adjustment, the camber angle does not change practically not. By way of example, if the angle α of the spacer 13 is 3.5 ° and the adjustment angle (see FIG. 6) is plus or minus 5 °, the adjustment of the angle of the clip covers a range of plus or minus 0.3 ° (plus or minus 20 °) and the camber angle varies by plus or minus 0.01 ° which is negligible. The main advantages of the invention are as follows: - possibility of diversity of clamp angle of the rear wheels, in the case where an identical platform is used for several vehicles, - removal of premature wear of the tires, - possibility of compensate for pinch angle defects, for example as a result of a vehicle impact, - decrease in the number of non-compliant axles in the manufacturing plant.

Claims

REVENDICATIONS1. Rear flexible axle of a motor vehicle comprising two longitudinal arms (1,

2) connected by a cross member (3), one end of each longitudinal arm (1, 2) being hinged to the vehicle body and the other end carrying a wheel axle (7), characterized in that the rocket wheel (7) is assembled at the end of the longitudinal arm (2) along two docking faces (8a, 9a) whose plane is not perpendicular to the axis (10) of the rocket (7) by fastening means for angular rotation between the two docking faces (8a, 9a). 2. Flexible axle according to claim 1, characterized in that the fastening means allow an angular rotation equal to plus or minus 6 ° with respect to an initial value.

3. Flexible axle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the rocket (7) carries a plate (9) and the end of the longitudinal arm (2) comprises a plate (11) having a face of substantially vertical support, a spacer (13) having two non-parallel faces being interposed between the plate (9) of the rocket and the bearing face of the plate (II).

4. Flexible axle according to claim 3, characterized in that the plate (9) of the rocket (7) is fixed to the plate of the longitudinal arm by means of several screws (14) engaged in holes (15) traversing the plate (9), the spacer (13) and the plate (11), these holes (15) being oblong to allow said angular rotation.

5. Flexible axle according to one of claims 3 or 4, characterized in that the plate (9) of the rocket (7) has on its face opposite the rocket (7) a cylindrical protuberance (16) centered on the axis (10) of the rocket, this protuberance (16) being engaged in an opening (17) passing through the spacer (13) and the plate (11) carried by the end of the longitudinal arm (2).

6. Flexible axle according to one of claims 3 to 5, characterized in that the face (9a) of the plate (9) of the rocket (7) which bears against the spacer (13) is machined so as to forming with the plate (11) an angle identical to that between the two opposite faces of the spacer (13).

7. Flexible axle according to one of claims 3 to 6, characterized in that the spacer (13) is welded to the plate (11) carried by the longitudinal arm (2).