FR3074727A1 - Triangle de suspension de vehicule automobile en profile extrude - Google Patents

Abstract

Triangle de suspension de véhicule automobile, comprenant vers un côté intérieur du véhicule des articulations (4) pour la fixation sur la caisse de ce véhicule, et vers le côté extérieur un dispositif de fixation d'un élément de liaison (10), ce triangle étant remarquable en ce qu'il est formé dans un profilé en alliage léger extrudé suivant la direction longitudinale du véhicule.

Description

TRIANGLE DE SUSPENSION DE VEHICULE AUTOMOBILE EN PROFILE EXTRUDE

La présente invention concerne un triangle de suspension de véhicule automobile, et un système de triangle ainsi qu’un véhicule automobile équipés de tels triangles de suspension.

Certains véhicules automobiles comportent des triangles de suspension formant chacun sensiblement un plan comprenant deux points de fixation sur la caisse, alignés suivant un axe de pivotement disposé dans la direction longitudinale du véhicule, et un troisième point disposé vers l’extérieur du véhicule, recevant une rotule maintenant un porte-moyeu de la roue.

Dans une suspension du type « MacPherson >> la suspension comporte un seul triangle comprenant la rotule fixée à la base du porte-moyeu, la partie supérieure de ce porte-moyeu étant guidée par un amortisseur disposé sensiblement verticalement.

D’autres types de suspension comportent deux triangles superposés, le porte-moyeu étant fixé entre les deux rotules disposées à l’extrémité extérieure de ces triangles.

Les triangles de suspension subissant des efforts importants lors du roulage du véhicule, en particulier dans les virages pris à grande vitesse, doivent présenter une rigidité élevée afin d’assurer un guidage rigoureux des roues.

Certains triangles de suspension sont réalisés en acier, notamment par forgeage d’un acier qui donne une masse relativement élevée, ou avec une unique tôle d’acier emboutie qui donne une masse un peu inférieure, de l’ordre de 4kg.

Par ailleurs les masses supportées par le train avant recevant la motorisation sont de plus en plus élevées, en particulier avec les véhicules hybrides comportant des machines électriques installées sur le groupe motopropulseur.

Afin de réduire ces masses, certains triangles de suspension sont réalisés en alliage d’aluminium, notamment par coulage par gravité ou par moulage sous pression. Ces triangles présentent une masse réduite, de l’ordre de 2kg, mais nécessitent des usinages multiples notamment pour la fixation des articulations venant dessus. Le rapport du gain de masse en fonction du prix de revient de fabrication n’est pas optimisé.

Un autre type de triangle de suspension connu, présenté notamment par les documents EP-A1-1152910 et JP-A-05185171, est réalisé par l’extrusion d’un seul profilé en alliage d’aluminium, ou de deux profilés assemblés entre eux. Les profilés sont coupés dans une direction transversale afin d’obtenir une forme sensiblement plate constituant le plan du triangle.

On réalise directement avec les opérations d’extrusion du triangle des contours extérieurs et intérieurs complexes disposés dans le plan du triangle, qui peuvent comporter les fixations des articulations venant sur le triangle.

Par ailleurs l’homologation des véhicules impose des tests de chocs avant de plus en plus sévères, en particulier de chocs décalés sur le côté présentant un petit recouvrement de la face avant du véhicule, appelé « small overlap >> en langue anglaise, qui appliquent un effort important sur la roue avant. Dans ce cas, ce dernier type de triangle de suspension présente une résistance faible dans la direction longitudinale pour résister à ce type de choc.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un triangle de suspension de véhicule automobile, comprenant vers un côté intérieur du véhicule des articulations pour la fixation sur la caisse de ce véhicule, et vers le côté extérieur un dispositif de fixation d’un élément de liaison, ce triangle étant remarquable en ce qu’il est formé dans un profilé en alliage léger extrudé suivant la direction longitudinale du véhicule.

Un avantage de ce triangle de suspension est que le profilé extrudé en alliage léger permet de réaliser avec un poids réduit un grand nombre de surfaces fonctionnelles, ce qui limite les usinages de finition de la pièce principale.

De plus l’extrusion dans la direction longitudinale du véhicule permet d’obtenir des plans continus couvrants toute la surface du triangle dans le plan de ce triangle, qui fortement reliés par des cloisons, donnent une rigidité élevée à ce triangle, en particulier en cas d’accident entraînant un choc important vers l’arrière sur la roue.

Le triangle de suspension selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le triangle de suspension comporte deux plans parallèles formés dans la section du profilé, couvrant l’ensemble de sa surface.

Dans ce cas, avantageusement les deux plans parallèles sont reliés entre eux par des cloisons délimitant des caissons longitudinaux.

De plus, avantageusement le triangle de suspension comporte du côté extérieur un espace latéral libre entre les deux plans, qui constitue le dispositif de fixation.

Avantageusement, le triangle de suspension comporte du côté intérieur un contour circulaire fermé formé dans la section du profilé, prévu pour constituer les articulations.

Dans ce cas, avantageusement le triangle de suspension comporte du côté intérieur une découpe formée entre deux parties éloignées longitudinalement comprenant le contour circulaire fermé, pour constituer les articulations.

L’invention a aussi pour objet un système de triangle équipé d’un triangle de suspension comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, comportant deux plans parallèles formés dans la section du profilé, remarquable en ce qu’il comporte un élément de liaison formant une rotule, présentant une plaque insérée entre les deux plans parallèles.

Avantageusement, le système de triangle comporte des dispositifs de serrage serrant les deux plans sur la plaque du dispositif de liaison.

Dans ce cas, en particulier les dispositifs de serrage peuvent comporter des vis ou des rivets.

L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé de triangles de suspension, remarquable en ce que ces triangles de suspension comportent l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 présente un triangle de suspension selon l’invention vu du côté intérieur ;

- la figure 2 présente ce triangle de suspension vue du côté extérieur ; et

- la figure 3 est une vue de face de ce triangle de suspension.

Les figures 1, 2 et 3 présentent un système de triangle de suspension comportant un triangle de suspension 2 sensiblement plat, de forme triangulaire en vue de dessus, présentant du côté intérieur tourné vers l’axe du véhicule, indiqué par la flèche INT, deux sommets formant deux pivots espacés 4, disposés suivant un axe A aligné dans la direction longitudinale de ce véhicule.

Par la suite le triangle 2 est décrit comme étant dans un plan horizontal, suivant la présentation des figures, alors qu’il peut comporter toutes les inclinaisons une fois installé dans le véhicule.

Le troisième sommet du triangle 2 disposé vers l’extérieur du véhicule, reçoit une rotule de fixation de la base d’un porte-moyeu, comprenant un boîtier 10 formant un dispositif de fixation, recevant une tige articulée 14 sortant par le dessus.

Le triangle de suspension 2 réalisé par extrusion d’un alliage d’aluminium dans la direction longitudinale, présente à la fois un plan de symétrie horizontale, et un plan de symétrie disposé verticalement dans la direction transversale du véhicule.

Le triangle 2 comporte deux plans parallèles horizontaux 20 faiblement écartés, de l’ordre de 10 à 20mm, présentant du côté extérieur des épaisseurs plus importantes laissant entre elles un espace latéral 30 qui est libre.

Les plans parallèles 20 se prolongent jusqu’aux pivots 4 en présentant une épaisseur plus faible, et des cloisons verticales ou légèrement inclinées 32 reliant ces plans afin de former cinq caissons longitudinaux 24 un peu plus larges que haut.

Chaque plan parallèle 20, 22 se raccorde du côté intérieur sur un contour circulaire extérieur 26 formé par l’extrusion, formant un creux circulaire longitudinal disposé suivant l’axe A. Pour chaque pivot 4 le contour circulaire 26 reçoit à l’intérieur suivant son axe un tube métallique 8, avec une liaison élastique 6 interposée pour une filtration des vibrations.

En vue de dessus une découpe intérieure importante 34 est réalisée sur le profilé en partant du côté intérieur, se prolongeant vers l’extérieur jusqu’au troisième caisson 24, afin de laisser deux bras écartés dans la direction longitudinale, disposés transversalement pour former les deux pivots 4. La découpe intérieure 34 présente un bord longitudinal relié à deux bords transversaux par une courbure comprenant un grand rayon R, afin d’éviter des concentrations de contraintes qui fragiliseraient le triangle 2.

Le boîtier de la rotule 10 réalisée en acier, se prolonge vers l’intérieur par une plaque 28 qui est ajustée dans l’espace latéral 30 entre les deux plans parallèles 20, en se prolongeant dans la direction transversale sur toute la largeur de cet espace.

Trois vis 12 traversent l’ensemble des deux plans 20, 22 ainsi que la plaque 28 afin de serrer fortement cette plaque entre les deux plans, pour obtenir une liaison rigide répartissant les contraintes sur une grande surface. On obtient de cette manière une transmission de l’effort du profilé en alliage d’aluminium au boîtier de rotule 10 en acier, qui se fait sans renfort local particulier de ce profilé, grâce à la plaque 28 de grande dimension.

En variante le nombre de vis 12 peut être modifié. On peut aussi disposer tout autre moyen de serrage traversant l’ensemble du triangle 2 pour serrer les deux plans 20, 22 sur la plaque 28, comme des rivets réalisant un assemblage non démontable.

Après l’extrusion du profilé d’aluminium, on réalise les différents usinages formant les contours du triangle 2, puis on peut effectuer un traitement de surface simple pour protéger l’alliage d’aluminium, en particulier une anodisation. On notera qu’il n’est pas nécessaire d’effectuer différents traitements de protection comme sur une pièce en acier, comprenant en particulier une protection anticorrosion et anti-gravillonnage, ou pour un triangle réalisé en tôle emboutie d’utiliser une tôle en acier pré-revêtue subissant ensuite un traitement par cataphorèse.

La résistance du triangle 2, en particulier dans les directions transversale et longitudinale du véhicule, correspondant à des efforts appliqués sur la roue respectivement dans les virages, et lors d’un choc venant de l’avant, est importante grâce à ses deux plans 20, 22 couvrant l’ensemble de cette pièce, qui sont fortement reliés entre eux par les nervures verticales 32, puis vers l’extérieur par la plaque de rotule 28.

On notera qu’un choc avant sur la roue fait travailler les plans 20, 22 conservant une planéité grâce aux cloisons 32, en cisaillement dans leur propre plan, en présentant une résistance naturelle élevée dans cette direction.

On obtient un triangle de suspension 2 pouvant présenter une masse d’environ 1,4 kg, ce qui fait un gain de plus de 20% par rapport à la même pièce réalisée en aluminium coulé par gravité, et de plus de 50% par rapport à cette pièce réalisée avec une tôle emboutie.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1 - Triangle de suspension de véhicule automobile, comprenant vers un côté intérieur du véhicule des articulations (4) pour la fixation sur la caisse de ce véhicule, et vers le côté extérieur un dispositif de fixation d’un élément de liaison (10), caractérisé en ce qu’il est formé dans un profilé en alliage léger extrudé suivant la direction longitudinale du véhicule.
2. 2 - Triangle de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte deux plans parallèles (20, 22) formés dans la section du profilé, couvrant l’ensemble de sa surface.
3. 3 - Triangle de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux plans parallèles (20, 22) sont reliés entre eux par des cloisons (32) délimitant des caissons longitudinaux (24).
4. 4 - Triangle de suspension selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comporte du côté extérieur un espace latéral libre (30) entre les deux plans (20, 22), qui constitue le dispositif de fixation.
5. 5 - Triangle de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte du côté intérieur un contour circulaire fermé (26) formé dans la section du profilé, prévu pour constituer les articulations (4).
6. 6 - Triangle de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte du côté intérieur une découpe (34) formée entre deux parties éloignées longitudinalement comprenant le contour circulaire fermé (26), pour constituer les articulations (4).
7. 7 - Système de triangle équipé d'un triangle de suspension (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux plans parallèles (20, 22) formés dans la section du profilé, caractérisé en ce qu’il comporte un élément de liaison (10) formant une rotule, présentant une plaque (28) insérée entre les deux plans parallèles (20, 22).
8. 8 - Système de triangle selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de serrage (12) serrant les deux plans (20, 22) sur la plaque du dispositif de liaison (28).
9. 9 - Système de triangle selon la revendication 8, caractérisé en ce que 5 les dispositifs de serrage (12) comportent des vis ou des rivets.
10. 10 - Véhicule automobile équipé de triangles de suspension, caractérisé en ce que ces triangles de suspension (2) sont selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.