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.

Un tel ensemble de suspension est par exemple présenté dans le document FR2720337 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 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 le positionnement de l'axe de pivot de chacun des deux bras inférieurs de suspension. Ces points de fixation sont constitués de biellettes dont une première extrémité est solidarisée au berceau avant du véhicule et dont la seconde extrémité est solidarisée sur la lame par l'intermédiaire de silentblocs positionnés sur une plaque collée sur la face supérieure de la lame. Les silentblocs forment des paliers souples permettant à la lame de présenter un libre débattement de chaque coté de ces deux axes longitudinaux.

Un tel montage de silentblocs, collés sur la lame, augmente l'encombrement vertical de la lame, rendant son intégration sous le compartiment moteur difficile, tout en augmentant le coût d'une telle lame.

Le but de l'invention est donc de proposer une lame comportant des moyens de fixation limitant le volume vertical de la lame, tout en évitant de telles liaisons collées présentant un coût de fabrication trop élevé. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant une structure sur laquelle est solidarisée une suspension à lame de ressort en matériau composite, la lame comportant au moins un premier ergot, pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame et faisant saillie de la lame. Le premier ergot coopère avec un premier logement correspondant de la structure de façon à solidariser la lame à la structure du véhicule. Le premier ergot s'étend sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule.

Suivant une première caractéristique de l'invention, la lame comporte un second ergot, pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame, faisant saillie de la lame et aligné sensiblement avec le premier ergot. Le second ergot coopère avec un second logement correspondant de la structure de façon à solidariser la lame à la structure du véhicule. Les premier et second ergots définissent les deux extrémités d'un premier axe de pivot autour duquel la lame peut pivoter. Suivant une deuxième caractéristique de l'invention, la grande dimension de la lame s'étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal du 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. Suivant une troisième caractéristique de l'invention, la lame comporte des troisième et quatrième ergots coopérant respectivement avec des troisième et quatrième logements correspondant de la structure de façon à solidariser la lame à la structure du véhicule. Les troisième et quatrième ergots définissent respectivement les deux extrémités d'un second axe de pivot autour duquel la lame peut pivoter, les premier et second axes de pivot étant positionnés symétriquement audit axe de symétrie. La lame ainsi solidarisée sur la structure du véhicule, présente une déformation en flexion entre les premier et second axes de pivot.

La présente invention concerne aussi une lame de ressort en matériau composite destinée à être solidarisée à la structure d'un véhicule comportant au moins l'une des caractéristiques précédentes, telle que la lame comporte au moins un premier ergot pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame et faisant saillie de la lame. La lame comporte un second ergot, pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame, faisant saillie de la lame et aligné sensiblement avec le premier ergot. Les premier et second ergots sont formés par les deux extrémités d'une tige, la tige traversant la lame.

Une telle lame est constituée d'une superposition de nappes de fibres liées entre elles par une résine, et d'un insert formant un palier, pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame, entre les nappes. L'insert comporte une ouverture dans laquelle est positionnée la tige. L'insert comporte en outre un manchon en élastomère positionné dans ladite ouverture, formant la liaison entre la tige et l'insert.

Suivant un second mode de réalisation, 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 ce second mode de réalisation 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 une première variante de ce second 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 une seconde variante de ce second mode de réalisation de l'invention, 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 ce second mode de réalisation 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 vue de face d'une lame, suivant l'invention, dans une position de flexion ;

- La figure 3 est une vue partielle en coupe, suivant l'axe transversal du véhicule, de la lame et d'un insert servant à solidariser la lame à la structure du véhicule, suivant l'invention ;

- La figure 4 est une vue partielle en coupe, suivant l'axe longitudinal du véhicule, de la lame et de l'insert suivant l'invention ;

- La figure 5 est une vue partielle en perspective d'un train roulant suivant un second mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 6 est une vue latérale d'une lame, suivant le second mode de réalisation l'invention, dans une position de flexion ; et

- Les figures 7 et 8 sont respectivement, des vues de détail, en coupe longitudinale, de la lame comportant un insert suivant le second mode de réalisation 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. Chaque bras inférieur 21 est prolongé à son extrémité libre par une articulation 32 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, formant des nappes solidarisées entre elles par de la résine. Ces nappes sont positionnées parallèlement les unes aux autres pour former des couches successives s'empilant suivant l'axe vertical du véhicule. La lame 2 présente un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule. La lame 2 comporte deux inserts 7 pris en sandwich dans l'épaisseur de la lame et positionnés symétriquement de part et d'autre de son axe de symétrie. Ces inserts 7 servent de palier à deux tiges 8. Chaque tige 8 dépasse de chaque coté de l'insert 7 en formant deux ergots 81 et 81 ' servant de points de fixation de la lame 2 sur la structure du véhicule, et plus particulièrement, sur un berceau avant (non représenté sur cette figure). Pour recevoir la tige 8, une ouverture cylindrique 71 est ménagée dans l'insert 7. Un manchon en élastomère 9 est positionné dans l'ouverture 71 , entourant la tige 8. Les deux inserts 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 .

La figure 2 représente une vue de face de la lame 2 en position de flexion. Les deux tiges 8, qui sont solidaires de la structure du véhicule, constituent des axes de rotation autour desquels pivote chaque insert 7 correspondant. Lors de cette flexion la distance linéaire entre les deux inserts 7 se raccourcie. Cette variation de distance est compensée par la présence des manchons en élastomère 9.

La figure 3 représente une vue partielle en coupe, suivant l'axe longitudinal de la lame 2 et d'un des deux inserts 7. Sur cette figure est plus particulièrement visible la structure interne de la lame 2, qui est constituée d'une superposition de nappes de fibres 23 solidarisées entre elles par une résine 24. L'insert 7 est pris en sandwich entre des nappes de fibres 23. Le profil ovale de cet insert 7 est adapté pour s'adapter à la rigidité des nappes de fibres 23, permettant à ces nappes 23 de suivre le profil de l'insert 7, ne créant pas de surépaisseur de résine 24 autour de l'insert 7. La figure 4 représente une vue partielle en coupe transversale de la lame 2, d'un des inserts 7 et d'une partie du berceau avant 10 du véhicule comportant des logements 1 1 et 1 1 ' coopérant respectivement avec les premier et second ergots 81 et 81 ', solidarisant la lame 2 à la structure du véhicule. Sur cette vue sont plus particulièrement visibles les manchons en élastomère 9 et la tige 8. Cette tige 8 présente, dans sa partie centrale, une section de plus grand diamètre formant deux épaulements de chaque coté de cette partie centrale, contre lesquels sont positionnés en butée les deux manchons en élastomère 9.

L'intégration des inserts 7 dans la lame 2 est réalisée lors de la fabrication de la lame 2. Ainsi, une telle lame 2 est produite par empilement de nappes de fibres 23 positionnées dans un moule, chaque couche étant positionnées l'une après l'autre tout en étant imbibée de résine 24. A la moitié de cet empilement, les inserts 7 sont positionnés dans le moule, et recouverts de l'autre moitié des nappes 23. Un tel montage permet de ne pas percer la lame 2, conservant intégralement les caractéristiques mécaniques d'une telle lame 2, et conservant intact la résine entourant les fibres de la lame 2.

Suivant un second mode de réalisation de l'invention, est représenté en figure 5 une vue partielle en perspective d'un train roulant 101 . Le train roulant 101 , représentant ici un train avant d'un véhicule automobile, est constitué d'une lame inférieure 102 formant les deux bras inférieurs de suspension 121 du train avant et formant aussi le ressort de la suspension et la barre anti- dévers. Chaque bras inférieur 121 est prolongé à son extrémité libre par une articulation 122 servant de point de liaison inférieure à un pivot de roue 103. Chacun des deux pivots de roue 103 forme le support d'une des deux roues 104 du train avant du véhicule (pour des raisons de clarté, seule une des deux roues 104 est représentée). Chacun des deux pivots de roue 103 comporte une excroissance latérale formant un bras 131 servant de point de fixation à une crémaillère de direction 105. Les pivots de roue 103 servent aussi de support, en partie supérieure, aux amortisseurs 106.

La lame 102 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 102 présente un axe de symétrie aligné sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule. La lame 102 comporte quatre ouvertures 107 positionnées deux à deux symétriquement de part et d'autre de cet axe de symétrie. Un palier 108 est positionné dans chacune des quatre ouvertures 107. Les quatre paliers 108 sont solidarisés à la structure du véhicule, et plus particulièrement à un berceau avant 1 10 (seule une partie du berceau avant 1 10 et deux paliers 108 sont représentés). Les quatre ouvertures 107 délimitent la lame 102 en trois parties : une première partie centrale 122 prolongée de chaque coté par deux parties latérales formant les deux bras inférieurs 121 du train avant 101 . Les ouvertures 107 comportent des inserts 109, plus particulièrement visibles en figure 102, formant des zones de protection des fibres de la lame 102 débouchant le long des parois latérales des ouvertures 107.

En figure 6, la lame 102, représentée en flexion, comporte, dans chacune des ouvertures 107, un insert 109. Chaque insert 109 recouvre d'une manière étanche la surface latérale de l'ouverture 107 correspondante, et se prolonge sur chacune des deux faces de la lame 102. Chaque insert 109 peut être obtenu par surmoulage dans une ouverture 107, ou peut être aussi constitué d'une ou de plusieurs pièces cylindriques glissées et / ou collées dans les ouvertures 107. Lors de la flexion de la lame 102, l'axe des ouvertures 107 s'incline en suivant l'inclinaison des parties latérales 121 de la lame 102. La flexion de la partie centrale 122 de la lame 102 modifie la distance entre les ouvertures 107 positionnées symétriquement de part et d'autre de l'axe de symétrie de la lame 102. Les paliers 108, rigidement solidarisés sur le berceau avant 1 10, doivent donc être suffisamment souples pour pouvoir suivre les mouvements de la lame 102 et compenser la variation de distance entre les ouvertures 107 positionnées symétriquement de part et d'autre de l'axe de symétrie de la lame 102.

Les figures 7 et 8 représentent des vues de détail d'un des paliers 108 positionné dans une des ouvertures 107 de la lame 102, dans respectivement une première position de la lame 102 non contrainte et dans une seconde position en flexion de la lame 102.

Le palier 108 est constitué d'une armature intérieure 81 , solidarisée rigidement sur le berceau avant 1 10 au moyen d'une vis 1 1 1 , et d'une armature extérieure 182. Un manchon en élastomère 1 12 est interposé entre l'armature intérieure 181 et l'armature extérieure 182. Un tel manchon 1 12 est essentiellement constitué de caoutchouc, lui permettant de se déformer de manière élastique. L'armature extérieure 182 est constituée en deux parties venant enserrer l'insert 109 de la lame 102.

La première partie 183 de l'armature extérieure 182, de forme préférentiellement cylindrique, comporte sur sa surface latérale extérieure, à une première de ces deux extrémités, un filetage 184 permettant son assemblage avec la seconde partie 185 de l'armature extérieure 182, formant une bague de serrage. La bague de serrage 185, 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 183 de l'armature extérieure 182 présente un profil en T, formant un rebord extérieur 186 et un rebord intérieur 187.

L'insert 109 est en appui le long de la surface latérale extérieure de la première partie 183 de l'armature extérieure 182, entre le rebord extérieur 186 de la première partie 183 de l'armature extérieure 182 et le bord extrême 188 de la bague de serrage 185, formant un épaulement.

La longueur de l'espacement de l'armature extérieure 182, entre le rebord extérieur 186 et le bord extrême 188 de la bague de serrage 185, est déterminée de manière à limiter la pression exercée latéralement par l'armature extérieure 182 sur les cotés latéraux de l'insert 109. Ainsi, en cas de pression trop forte lors du montage, l'insert 109 risque d'être endommagé, n'assurant plus l'étanchéité des fibres de la lame 102 débouchant sur les bords latéraux des ouvertures 107.

La seconde extrémité de la bague de serrage 185 forme un rebord intérieur 189. Le manchon élastique 1 12 est bloqué latéralement dans l'armature extérieure 182, entre le rebord intérieur 187 de la première partie 183 de l'armature extérieure 182 et le rebord intérieur 189 de la bague de serrage 185. L'armature intérieure 181 forme une entretoise, traversée par la vis 1 1 1 . L'armature intérieure 181 comporte sur sa surface latérale extérieure une collerette 190, recouverte de part et d'autre par le manchon en élastomère 1 12. Chacune des deux faces latérales de la collerette 190 forme un épaulement bloquant latéralement le manchon élastique 1 12 en position.

Lors du montage de la lame 102 sur la structure 1 10 du véhicule, le palier 108 est préalablement solidarisé dans l'ouverture 107 de la lame 102, l'ensemble venant se positionner sur la structure 1 10 du véhicule, permettant la mise en place des vis 1 1 1 solidarisant la lame 102 en position.

Pour assembler le palier 108 dans l'ouverture 107 de la lame 102, la première partie 183 de l'armature extérieure 182 est positionnée dans l'ouverture 107. Le manchon 1 12, dans lequel est préalablement positionnée l'armature intérieure 181 , est translaté dans la première partie 183 de l'armature extérieure 182, venant en butée contre le rebord intérieur 187. La bague de serrage 185 est vissée sur la seconde partie 183, formant à la fois un épaulement intérieur, maintenant le manchon en position, et un épaulement extérieur maintenant le palier 108 en position dans l'ouverture 107.

Suivant une variante de ce second mode de réalisation, 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.

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 pour autant sortir du cadre de l'invention.