FR2958216A1

FR2958216A1 - Vehicule comportant une suspension a lame de ressort en materiau composite, et lame de ressort correspondante

Info

Publication number: FR2958216A1
Application number: FR1052384A
Authority: FR
Inventors: Gilles Berthias
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-07
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: FR2958216B1

Abstract

La présente invention concerne un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant une structure (10), une suspension à lame de ressort en matériau composite (2) comportant une ouverture (7), et des moyens de fixation (8) collaborant avec ladite ouverture (7) pour solidariser ladite lame (2) à la structure (10) du véhicule, caractérisé en ce que ladite ouverture (7) s'étend dans le sens de l'épaisseur de la lame (2) et en ce que la lame (2) comporte un insert (9), monté de manière étanche à l'intérieur de ladite ouverture (7).

Description

VEHICULE COMPORTANT UNE SUSPENSION A LAME DE RESSORT EN MATERIAU COMPOSITE, ET LAME DE RESSORT CORRESPONDANTE La présente invention se rapporte à un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant une structure sur laquelle est solidarisée une suspension à lame de ressort en matériau composite. Elle concerne principalement un véhicule comportant une suspension à lame de ressort en matériau composite, avec la lame de ressort comportant une ouverture coopérant avec des moyens de fixation permettant de solidariser cette lame à la structure du véhicule. Un tel ensemble de suspension est notamment connu du document FR 2656838 où une lame rectiligne en matériau composite forme les deux bras inférieurs de suspension d'un train avant d'un véhicule, tout en assurant la fonction ressort de la suspension. La lame présente un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule, avec la partie centrale de cette lame reliée à la structure du véhicule par quatre points de fixation. Ces quatre points de fixation sont alignés deux à deux sensiblement suivant deux axes parallèles, avec ces deux axes parallèles orientés sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule. Ces deux axes parallèles sont aussi symétriquement positionnés de part et d'autre de l'axe de symétrie de la lame. L'inclinaison de ces axes par rapport à l'axe longitudinal du véhicule modifie la géométrie de cet ensemble de suspension, modifiant l'orientation de l'axe de pivot de chacun des deux bras inférieurs de suspension. Chaque point de fixation est constitué d'une ouverture dans la lame dans laquelle est solidarisée, par l'intermédiaire de plusieurs silentblocs, une première extrémité d'une biellette. La seconde extrémité de ces biellettes étant reliée à la structure du véhicule. Les silentblocs forment des paliers souples permettant à la lame de présenter un libre débattement de chaque coté de ces deux axes longitudinaux. La lame est réalisée dans un matériau composite, essentiellement formée de fibres, orientées principalement dans le sens longitudinal de la lame, formant des nappes parallèles solidarisées entre elles par de la résine (on entend par sens longitudinal de la lame, le sens de la lame suivant sa plus grande dimension). La résine sert aussi à isoler ces fibres des agressions extérieures, en particulier de l'eau qui, au contact d'une partie dénudée d'une de ces fibres, par l'effet de capillarité, conduit l'eau le long de la fibre, s'infiltrant au coeur de la lame, en diminuant les propriétés mécaniques et notamment les qualités élastiques. Or, les ouvertures pratiquées dans la lame pour permettre le passage des silentblocs, mettent au contact de l'air ambiant une partie de ces fibres, risquant une dégradation accélérée de cette lame. Le but de l'invention est donc de proposer un montage permettant de protéger les fibres de la lame des agressions extérieures. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant une structure, une suspension à lame de ressort en matériau composite comportant une ouverture, et des moyens de fixation coopérant avec cette ouverture pour solidariser la lame à la structure du véhicule. Dans cette ouverture, qui s'étend dans le sens de l'épaisseur de la lame, est monté de manière étanche un insert.

Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de fixation traversent l'ouverture en prenant appui sur la face supérieure et sur la face inférieure de ladite lame. Ces moyens de fixation comportent une armature extérieure enserrant la lame, en bordure de ladite ouverture, et une armature intérieure solidarisée à la structure du véhicule. Un manchon en élastomère est interposé entre l'armature extérieure et l'armature intérieure maintenant les deux armatures entre elles. L'armature extérieure est formée d'une première partie cylindrique traversant ladite ouverture, comportant un rebord extérieur, en appui contre la face supérieure ou inférieure de la lame, un rebord intérieur formant une première surface d'appui au manchon en élastomère, et une seconde partie cylindrique, vissée sur la première partie, en appui contre la face inférieure ou supérieure de la lame et formant une seconde surface d'appui au manchon en élastomère. Le manchon est bloqué en translation entre ces deux surfaces d'appui.

L'armature intérieure est formée d'une entretoise traversée par une vis permettant de solidariser l'armature intérieure sur la structure du véhicule, et d'une collerette, faisant saillie de la surface latérale de ladite armature intérieure en formant deux épaulements. Le manchon en élastomère étant positionné le long de l'entretoise intérieure, emprisonnant la collerette, le manchon est bloqué en translation en appui contre les deux épaulements. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'insert est formé par surmoulage à l'intérieur de l'ouverture, épousant de manière étanche la paroi latérale de ladite ouverture. L'insert est prolongé radialement de manière étanche le long de la face supérieure et de la face inférieure de ladite lame. Le prolongement radial de l'insert est formé par surmoulage, épousant de manière étanche ladite lame. Selon un second mode de réalisation, l'insert est prolongé radialement de manière étanche le long de la face supérieure et de la face inférieure de ladite lame au moyen d'un joint périphérique, entourant l'ouverture, interposé entre le prolongement radial de l'insert et la lame. Le joint peut être constitué par un cordon de colle ou par un joint torique. Selon une seconde caractéristique de l'invention, la lame s'étend dans le sens transversal au véhicule, chaque extrémité de la lame étant reliée à un porte-moyeu supportant une roue, avec la lame présentant un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule, comportant quatre ouvertures positionnées symétriquement deux à deux de part et d'autre de cet axe de symétrie. Chaque ouverture comporte un insert recouvrant de manière étanche la paroi latérale de l'ouverture et chaque ouverture reçoit un moyen de fixation permettant de solidariser la lame à la structure du véhicule. La présente invention concerne aussi une lame de ressort comportant une ouverture s'étendant dans le sens de l'épaisseur de la lame dans laquelle est monté de manière étanche un insert. Cette ouverture est apte à coopérer avec des moyens de fixation permettant de solidariser la lame à la structure d'un véhicule. D'autres avantages et caractéristiques techniques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un train roulant suivant l'invention ; - La figure 2 est une vue latérale d'une lame, suivant l'invention, dans une position de flexion ; et Les figures 3 et 4 sont respectivement, des vues de détail, en coupe longitudinale, de la lame comportant un insert suivant l'invention, dans une première position non contrainte et dans une seconde position en flexion.

La figure 1 représente une vue partielle en perspective d'un train roulant 1 suivant l'invention. Le train roulant 1, représentant ici un train avant d'un véhicule automobile, est constitué d'une lame inférieure 2 formant les deux bras inférieurs de suspension 21 du train avant et formant aussi le ressort de la suspension et la barre anti-dévers. Chaque bras inférieur 21 est prolongé à son extrémité libre par une articulation 22 servant de point de liaison inférieure à un pivot de roue 3. Chacun des deux pivots de roue 3 forme le support d'une des deux roues 4 du train avant du véhicule (pour des raisons de clarté, seule une des deux roues 4 est représentée). Chacun des deux pivots de roue 3 comporte une excroissance latérale formant un bras 31 servant de point de fixation à une crémaillère de direction 5. Les pivots de roue 3 servent aussi de support, en partie supérieure, aux amortisseurs 6. La lame 2 est constituée en un matériau composite, essentiellement formée de fibres, que ce soit des fibres de verre, de carbone ou de kevlar, solidarisées entre elles par de la résine. Ces fibres sont orientées principalement dans le sens longitudinal de la lame. La lame 2 présente un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule. La lame 2 comporte quatre ouvertures 7 positionnées deux à deux symétriquement de part et d'autre de cet axe de symétrie. Un palier 8 est positionné dans chacune des quatre ouvertures 7. Les quatre paliers 8 sont solidarisés à la structure du véhicule, et plus particulièrement à un berceau avant 10 (seuls une partie du berceau avant 10 et deux paliers 8 sont représentés). Les quatre ouvertures 7 délimitent la lame 2 en trois parties : une première partie centrale 22 prolongée de chaque coté par deux parties latérales formant les deux bras inférieurs 21 du train avant 1. Les ouvertures 7 comportent des inserts 9, plus particulièrement visibles en figure 2, formant des zones de protection des fibres de la lame 2 débouchant le long des parois latérales des ouvertures 7. En figure 2, la lame 2, représentée en flexion, comporte, dans chacune des ouvertures 7, un insert 9. Chaque insert 9 recouvre d'une manière étanche la surface latérale de l'ouverture 7 correspondante, et se prolonge sur chacune des deux faces de la lame 2. Chaque insert 9 peut être obtenu par surmoulage dans une ouverture 7, ou peut être aussi constitué d'une ou de plusieurs pièces cylindriques glissées et / ou collées dans les ouvertures 7. Lors de la flexion de la lame 2, l'axe des ouvertures 7 s'incline en suivant l'inclinaison des parties latérales 21 de la lame 2. La flexion de la partie centrale 22 de la lame 2 modifie la distance entre les ouvertures 7 positionnées symétriquement de part et d'autre de l'axe de symétrie de la lame 2. Les paliers 8, rigidement solidarisés sur le berceau avant 10, doivent donc être suffisamment souples pour pouvoir suivre les mouvements de la lame 2 et compenser la variation de distance entre les ouvertures 7 positionnées symétriquement de part et d'autre de l'axe de symétrie de la lame 2. Les figures 3 et 4 représentent des vues de détail d'un des paliers 8 positionné dans une des ouvertures 7 de la lame 2, dans respectivement une première position de la lame 2 non contrainte et dans une seconde position en flexion de la lame 2. Le palier 8 est constitué d'une armature intérieure 81, solidarisée rigidement sur le berceau avant 10 au moyen d'une vis 11, et d'une armature extérieure 82. Un manchon en élastomère 12 est interposé entre l'armature intérieure 81 et l'armature extérieure 82. Un tel manchon 12 est essentiellement constitué de caoutchouc, lui permettant de se déformer de manière élastique. L'armature extérieure 82 est constituée en deux parties venant enserrer l'insert 9 de la lame 2. La première partie 83 de l'armature extérieure 82, de forme préférentiellement cylindrique, comporte sur sa surface latérale extérieure, à une première de ces deux extrémités, un filetage 84 permettant son assemblage avec la seconde partie 85 de l'armature extérieure 82, formant une bague de serrage. La bague de serrage 85, présentant une forme cylindrique, comporte sur sa surface latérale intérieure, à une première de ces deux extrémités, un filetage correspondant permettant son assemblage.

La seconde extrémité de la première partie 83 de l'armature extérieure 82 présente un profil en T, formant un rebord extérieur 86 et un rebord intérieur 87. L'insert 9 est en appui le long de la surface latérale extérieure de la première partie 83 de l'armature extérieure 82, entre le rebord extérieur 86 de la première partie 83 de l'armature extérieure 82 et le bord extrême 88 de la bague de serrage 85, formant un épaulement. La longueur de l'espacement de l'armature extérieure 82, entre le rebord extérieur 86 et le bord extrême 88 de la bague de serrage 85, est déterminée de manière à limiter la pression exercée latéralement par l'armature extérieure 82 sur les cotés latéraux de l'insert 9. Ainsi, en cas de pression trop forte lors du montage, l'insert 9 risque d'être endommagé, n'assurant plus l'étanchéité des fibres de la lame 2 débouchant sur les bords latéraux des ouvertures 7. La seconde extrémité de la bague de serrage 85 forme un rebord intérieur 89. Le manchon élastique 12 est bloqué latéralement dans l'armature extérieure 82, entre le rebord intérieur 87 de la première partie 83 de l'armature extérieure 82 et le rebord intérieur 89 de la bague de serrage 85. L'armature intérieure 81 forme une entretoise, traversée par la vis 11. L'armature intérieure 81 comporte sur sa surface latérale extérieure une collerette 90, recouverte de part et d'autre par le manchon en élastomère 12. Chacune des deux faces latérales de la collerette 90 forme un épaulement bloquant latéralement le manchon élastique 12 en position. Lors du montage de la lame 2 sur la structure 10 du véhicule, le palier 8 est préalablement solidarisé dans l'ouverture 7 de la lame 2, l'ensemble venant se positionner sur la structure 10 du véhicule, permettant la mise en place des vis 11 solidarisant la lame 2 en position. Pour assembler le palier 8 dans l'ouverture 7 de la lame 2, la première partie 83 de l'armature extérieure 82 est positionnée dans l'ouverture 7. Le manchon 12, dans lequel est préalablement positionnée l'armature intérieure 81, est translaté dans la première partie 83 de l'armature extérieure 82, venant en butée contre le rebord intérieur 87. La bague de serrage 85 est vissée sur la seconde partie 83, formant à la fois un épaulement intérieur, maintenant le manchon en position, et un épaulement extérieur maintenant le palier 8 en position dans l'ouverture 7.

Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention.

Ainsi, l'armature extérieure peut aussi être réalisée en une seule partie : les rebords prenant appui sur la face supérieure et inférieure de la lame pouvant être obtenus par sertissage. Un tel sertissage peut être réalisé une fois l'armature extérieure positionnée dans l'ouverture de la lame.5

Claims

Revendications1. Véhicule, notamment véhicule automobile, comportant une structure (10), une suspension à lame de ressort en matériau composite (2) comportant une ouverture (7), et des moyens de fixation (8) coopérant avec ladite ouverture (7) pour solidariser ladite lame (2) à la structure (10) du véhicule, caractérisé en ce que ladite ouverture (7) s'étend dans le sens de l'épaisseur de la lame (2) et en ce que la lame (2) comporte un insert (9), monté de manière étanche à l'intérieur de ladite ouverture (7).
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixations (8) traversent ladite ouverture (7) en prenant appui sur la face supérieure et sur la face inférieure de ladite lame (2).
3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation (8) comportent une armature extérieure (82) enserrant ladite lame (2), en bordure de ladite ouverture (7), une armature intérieure (81) solidarisée à la structure (10) du véhicule et, un manchon en élastomère (12) interposé entre l'armature extérieure (52) et l'armature intérieure (81) maintenant les deux armatures (81, 82) entre elles.
4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite armature extérieure (82) est formée d'une première partie cylindrique (83) traversant ladite ouverture (7), comportant un rebord extérieur (86), en appui contre la face supérieure ou inférieure de la lame (2), un rebord intérieur (87) formant une première surface d'appui au manchon en élastomère (12), et une seconde partie cylindrique (85), vissée sur ladite première partie (83), en appui contre la face inférieure ou supérieure de la lame (2) et formant une seconde surface d'appui au manchon en élastomère (12), ledit manchon (12) étant bloqué en translation entre ces deux surfaces d'appui.
5. Véhicule selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite armature intérieure (81) est formée d'une entretoise traversée par une vis (11) permettant de solidariser ladite armature intérieure (81) sur la structure (10) duvéhicule, et d'une collerette (90), faisant saillie de la surface latérale de ladite armature intérieure (81) en formant deux épaulements, le manchon en élastomère (12) étant positionné le long de l'entretoise intérieure (81), emprisonnant ladite collerette (90), ledit manchon (12) étant bloqué en translation en appui contre les deux épaulements.
6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert (9) est formé par surmoulage à l'intérieur de l'ouverture (7), épousant de manière étanche la paroi latérale de ladite ouverture (7).
7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert (9) est prolongé radialement de manière étanche le long de la face supérieure et de la face inférieure de ladite lame (2).
8. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le prolongement radial dudit insert (9) est formé par surmoulage, épousant de manière étanche ladite lame (2).
9. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un joint périphérique, entourant ladite ouverture (7), est interposé entre le prolongement radial de l'insert (9) et la lame (2), ledit joint étant constitué par un cordon de colle ou par un joint torique.
10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lame (2) s'étend dans le sens transversal au véhicule, chaque extrémité de la lame étant reliée à un porte-moyeu (3) supportant une roue (4), et en ce que ladite lame (2) présentant un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule, comporte quatre ouvertures (7) positionnées symétriquement deux à deux de part et d'autre dudit axe de symétrie, chaque ouverture (7) comportant un insert (9) recouvrant de manière étanche la paroi latérale de ladite ouverture (7) et chaque ouverture recevant un moyen de fixation (8) permettant de solidariser ladite lame (2) à la structure du véhicule (10).
11. Lame de ressort (2) en matériau composite, caractérisée en ce qu'elle comporte une ouverture (7) s'étendant dans le sens de l'épaisseur de lalame, et en ce qu'elle comporte un insert (9) monté de manière étanche à l'intérieur de ladite ouverture (7) ; ladite ouverture étant apte à coopérer avec des moyens de fixation (8) permettant de solidariser la lame à la structure (10) d'un véhicule.5