Brevet FR2004863A1 — publié le 19691205

a présente invention se rapporte à une suspension pour véhicule automobile dans laquelle les roues sont guidées indépendamment l'une de l'autre par des paires de bras de suspension qui sont, d'une part, articulés à un support auxiliaire relié lur-même au châssis ou à la caisse du véhicule et, d'autre part, aux bras de guidage des fusées ou des corps de moyeux. Il est connu que de telles suspensions à roues indépendantes présentent comparativement aux essieux rigides, l'avantage de permettre d'obtenir des variations petites mais voulues de l'ange de carrossage dans le sens d'un carrossage négatif,lorsque la charge croît, par une disposition et un dimensionnement appropriés des bras de suspension transversaux. I1 est ainsi possible de rendre à peu près constante la force de guidage latéral du pneumatique, rapportée à la charge de la roue, et qui décroft suivant l'allure dégressive que la force de guidage latéral transmissible prend lorsque la charge croSt,ou de parvenir à une variation linéaire entre ces deux paramètres. Par ailleurs, les suspensions à roues indépendantes, en particulier pour les essieux arrière, se caractérisent, comparativement aux essieux rigides, par un plus faible eneombrement entre les roues et par une diminution des masses non suspendues. Par contre, indépendamment de sa simplicité de construction, essieu rigide offre également toute une série d'avantages. C'est ainsi que la voie reste constante lorsque les ressorts agissent et qu'elle ntest pas influencée par la hauteur du centre instantané. Par ailleurs, l'angle de carrossage des roues par rapport à la chaussée ne varie pas au cours des virages. En d'autres termes, la position de l'essieu par rapport à la chaussée ou à la ligne qui relie les points d'appui des roues reste inchangée et n'est pas influencée par l'inclinaison de la caisse du véhicule. Finalement, l'essieu rigide apporte la possibilité de placer l'axe de roulis suffisamment haut pour permettre de se dispenser d'organes stabilisateurs supplémentaires, Ceci permet d'éviter un durcissement, en général indésirable, de la suspension individuelle de chaque roue. L'invention vise à réunir, dans un mécanisme de suspension, les avantages de l'essieu rigide et ceux d'une suspension à roues indépendantes. Suivant l'invention, le problème est résolu par le fait que le support auxiliaire auquel les organes de suspension sont arti culés, est monté sur le chassis ou la caisse du véhicule pour oscil -ler autour d'un axe à peu près horizontal contenu dans le plan médian longitudinal du véhicule. Dans cette construction, au moins un bras de suspension de chaque roue est relié au bras conjugué de l'autre roue de telle façon que les deux roues ne puissent dé crire que des mouvements symétriques par rapport au support auxiliaire. Les roues sont reliées directement au châssis ou à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'éléments élastiques. Le couplage mécanique des bras correspendants des deux roues a pour effet que, lorsque la caisse du véhicule s'incline ou lorsque les roues se déplacent vertiealement en sens inverse l'une de l'autre, les bras conjugués forment, en combinaison avec le support auxiliaire, un essieu rigide et le support auxiliaire conserve par conséquent une position inchangée par rapport à la chaussée. La caisse du véhicule oscille seule autour de l'axe de rotation situé à l'intérieur du support auxiliaire, l'inclinaison étant contrariée par les ressorts qui prennent directement appui sur la caisse. sur Dans le cas du débattement / un obstacle c'est-à-dire dans le cas où les deux roues de 1'essieu se déplacent dans le mwe sens, le couplage mécanique entre les bras des deux roues reste sans influence. Les roues oscillent par conséquent indépendamment liune de l'autre autour du centre instantané et les bras n'exercent aucune force tendant à tordre le support auxiliaire Dans le cas de l'amortissement d'un obstacle, la suspension suivant l'invention se comporte donc comme une suspension à roues indépendantes habituelles, c'est-à-dire que les masses non suspendues sont fatales et que, grâce à la position basse du p & e instantané des bras de suspension, il ne se produit aucune variation notable de la voie. Lorsque la caisse s'incline, l'etat de debattement des roues ers le haut par rapport au support auxiliaire, reste conservé et ltinelinaison des fusées des roues par rapport à la chaussée reste inchangée. Suivant un exemple d'exécution de l'invention, la liaison entre l'un des bras d'une roue et le bras conjugué de l'autre roue est assurée au moyen d'un essieu rigide, coudé en vilebrequin, disposé à peu près horizontalement, dont Ses bras de manivelles sont articulés aux bras, aux fusées ou aux OOi%t' de. moyeux et qui est lui-même monté pour esciller dans le support auxiliaire autour d'un axe transversal. Les bras de manivelles constituent en meAme temps les appuis longitudinaux des bras qui leur sont reliés. Si l'essieu coudé est construit d'une façon suffisamment rigide, ces bras peuvent même gtre supprimés. Dans une forme de réalisation de l'invention, appliquée au cas de roues motrices, les bras supérieurs de la suspension sont formés par les demi-arbres moteurs, le groupe moteur-bofte de vitesses ou le. carter du différentiel étant articulé sur le châssis ou la caisse du véhicule et servant de support auxiliaire. L'essieu coudé ou en vilebrequin peut également servir d'organe de guidage supérieur, en combinaison avec des organes inférieurs connus, qui peuvent être des bras longitudinaux transversaux ou obliques. Le couplage des bras conjugués des deux côtés est réalisé, suivant une autre caractéristique de l'invention, par le fait que les bras, qui sont articulés à un certain écartement mutuel sur le support auxiliaire, sont prolongés au-delà de leur point d'articulation vers le centre et accouplés entre eux à leurs extrémités Pour maintenir les variations de la voie à une valeur aussi faible que possible dans le cas du débattement sur obstacle, les bras sont réalisés et agencés de telle façon que le centre de roulis se trouve à proximité de la chaussée.Par contre, l'axe de rotation du support auxiliaire dans le châssis ou la caisse est placé relativement haut, à peu près au niveau de la ligne qui relie les centres des roues Lorsque la caisse s'incline, c'est-8-dire lorsque les bras se comportent comme un essieu rigide en combinaison avec le support auxiliaire, cet axe de rotation constitue l'axe de roulis de la caisse. Grâce à la position élevée du centre instantané lors. du débattement des roues en virage, ogobtient une rigidité suffisante qui s'oppose à l'inclinaison, de sorte que l'on peut se dispenser de stabilisateurs séparés. En remplacement de la prise par dents d'engrenage des bras transversaux qui sont prolongés au-delà de leur articulation sur le support auxiliaire, le couplage peut également être assuré par une biellette. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raieront au cours de la description qui va suivre, Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est une vue arrière d'une suspension suivant l'in vention et qui utilise un essieu coudé en vilebrequin ; la Fig. 2 représente la même suspension en plan, avec le support auxiliaire, les bras transversaux étant supposés supprimés ; la Fig. 3 est une vue en plan d'une variante de réalisation de l'invention ; la Fig. 4 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation modifiée par rapport aux Fig. 1 et 2 ; la Fig. 5 est une vue arrière d'une autre forme de réalisation de l'invention,dans laquelle, en particulier, le couplage des bras transversaux au centre du véhicule est modifié; la Fig. 6 est une vue en plan de la forme de réalisation de la Fig. 5 ;; la Fig. 7 est une vue arrière d'un mode de couplage des bras transversaux inférieurs constituant une variante par rapport au couplage de l'exemple précédent. Dans l'exemple d'exécution représenté sur la Fig. 1, la roue gauche 11 est guidée ou suspendue au moyen des deux bras transversaux 12 et 13 et la roue droite au moyen des bras transversaux 15 et 16. Les roues 11 et 14 sont montdes rotatives sur des fusées 17 et 18. Les bras transversaux 12, 13,15 et 16 sont articulés, d'une part, aux bras de guidage 19, 20 et 21, 22 qui s'étendent respectivement vers le haut et vers la bas et, d'autre part,par les articulations 25 à 28 à un support auxiliaire 24 relié à la caisse 23 du véhicule. Pour la suspension des roues 11 et 14 par rapport à la caisse 23, il est prévu des ressorts hélicordaux 29 et 30 interposés entre la caisse et les bras inférieurs 12 et 15. Sur la Fig. 1, on n'a représenté du support auxiliaire 24 que la paroi-arrière trapézordale 31, avec les axes d'articulation 25 à 28 des bras 12, 13, 15 et 16. Dans la vue en plan de cet ensemble d'exécution, qui est représentée sur la Fig. 2, on peut voir que le support auxiliaire 24 est constitué par un châssis en caisson qui présente à son extrémité avant, un tourillon 32 et, à son extrémité arrière un tourillon 33 par lesquels il est monté oscillant dans la caisse 23; du véhicule pour tourner autour d'un axe RW qui s'étend à peu près hori zontalement dans le plan longitudinal médian du véhicule. Aux extrémités côté roues des bras inférieurs 13 et 16, est articulé, au moyen d'articulations à rotule 34, 55 coulissantes dans le sens de la longueur des bras 13 et 16 ou flexibles, un essieu 36 coudé en vilebrequin, rigide, en particulier en torsion, qui est monté rotatif dans le support auxiliaire 24 par sa partie centrale 37 orientée transversalement qui est montée dans les deux paliers 38 et 39. L'axe 36 de essieu est placé au niveau des bras inférieurs 13 et 16 et les bras de manivelles 40 et 41 de l'essieu forment, avec les bras inférieurs 13, 16 qui constituent des entretoises étroites, des bras triangulaires grâce auxquels le maintien longitudinal nécessaire des roues 11, 14 est assuré dans cette zone. Les bras transversaux supérieurs 12, 15 sont, dans le cas de roues orientables, des bras triangulaires habituels, c' est--à-dire qu'ils sont articulés en 25 et 27 en deux points décalés dans le sens de la longueur du véhicule. Dans le cas de roues non orientables, pour l'absorption des forces engendrées par les roues autour de l'axe supérieur, le bras supérieur est constitué par un bras trapézordal présentant une articulation de charnière suffisamment longue entre lui-même et le bras de guidage supérieur de la fusee. A toutes les articulations des bras transversaux, on utilise d'une façon connue, des bagues à manchon de caoutchouc que ce soit pour assurer l'isolation des bruits, ou la liberté du débattement des roues sans risque de coflneement. Ainsi qu'on l'a mentionné au debut, les roues 11, 14 se eomportent, lorsqu'elles se déplaeent verticalement dans le même sens, comme si elles étaient entièrement indépendantes l'une de l'autre. Par contre, dans le débattement en virage ou lorsque la caisse 23 s'incline, l'essieu coudé 36 a-pour effet que lew6rganes de suspension des roues, en combinaison avec le support auxiliaire 24, se comportent comme un essieu rigide, c'est-à-dire-que, grâce à la conservation de l'état de débattement support auxiliaire 24, il ne se produit aucune variation de la voie ni de l'inclinaison Une autretonséquence est que, dans cet état dé la suspension, le support auxiliaire 24 conserve également sa position relative par rapport à la chaussée. L'inclinaison de la caisse se produit donc autour de l'axe de roulis RW, relativement haut, du support auxi- liaire 24. Dans la disposition des bras transversaux--qui- est indiquée, ie centre einématique de de'rouLis L (Figç I)- se trouve à une faible hauteur au-dessus de 1a chausse, afin de ne provoquer que de faibles variations de la voie lorsque les roues- de déplacent verti calement dans le même sens. La caisse 23 s'appuie par l'intermédiaire des ressorts héli cotidaux 29, 30, sur des points des bras inférieurs 13, 16 qui ont un plus faible débattement que les roues 11, 14. Les ressorts qui, de ce fait, sont plus durs que dans une construction dans laquelle les roues sont suspendues dans leur propre plan, conservent toutefois leur entière efficacité pour supporter la caisse 23 du véhicu le lorsqu'elle s'incline, de sorte qu'on peut se dispenser d9uti- liser des organes stabilisateurs supplémentaires. Dans l'exemple d'exécution représenté sur la Fig. 3, les bras de manivelles 50 et 51 de l'essieu coudé 52 sont articulés sur les fusées 53, 54 par l'intermédiaire d'axes d'oscillation orientés dans le sens de la longueur du véhicule A cet effet, chacun des bras de manivelles 50, 51 présente à son extrémité, un oeil d'articulation 55 ou 56 par lequel il est relié comme par une charnière aux axes 57, 58 montés dans la parte inférieure de la fusée 53, 54. Pour le guidage en inclinaison3 il est prévu, au-dessus des bras de manivelles 50, 51, des entretoises 59, 60 formant bras transversaux qui sont articulés aux bras de guidage des fusées 53, 54, qui sont dirigés vers le haut. Les bra 59 60 sont articulés d'une façon connue dans des bagues à manchon de caoutchouc, de leçon à permettre aux bras transversaux de tourner autour de leur axe longitudinal sans cornement lors au d-battement des roues Sur la Fig. 4, on a représenté une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle on utilise un essieu coudé. Ici, les bras de manivelles 70, 71 de l'essieu coudé 72 sont contre-cou dés à leurs extrémités, où ils forment des tourillons 73, 74, des triés à l'articulation des bras de guidage des fusées 75, 76 qui sont dirigés vers le bas. Les axes de rotation 77, 77' des tourillons 73, 74 coupent l'axe de rotation de l'essieu coudé 72 en des points situés audelà de l taxe longitudinal du véhicule. Grâce à la grande longueur des bras oscillants qu'on obtient par ce moyen, la courbe de montee des roues est très plate et, par conséquent, la variation de vote lors du débattement des roues dans les deux sens est très faible. Pour servir d'appui aux fusées 75, 7E dans le sens longi tudinal, les bras longitudinaux 78, 79 sont articulés aux bras de guidage supérieurs des fusées 75, 76. A leurs autres extrémités, les bras longitudinaux 78, 79, sont articulés sur la caisse du véhicule. Dans une autre forme de réalisation, représentée sur les Fig. 5 et 6, l'invention est appliquée à un essieu moteur. A la place des bras supérieurs, on utilise, pour le guidage en inclinaison des roues, les demi-arbres moteurs 80 et 81 et, à la place du support auxiliaire 24 du premier exemple d'exécution, la carter du diffé rentiel 8H26 Les demi-arbres 80, 81 sont reliés par des cardans 83, 84 et. 85aux arbres de sortie 87, 88 du différentiel et aux fusées 89, 90. Les fusées entraînées 89, 90 sont montées rotatives dans des roulements à billes 91 à 94 qui sont eux-mêmes emboîtés dans des corps de moyeux 95 et 96. Les corps de moyeux 95 et 96-compor- tent chacun un bras de guidage 97, 98 dirigé vers le bas et sur lequel le bras inférieur correspondant 99 ou 100 est articulé.Les bras inférieurs 99, 100 sont articulés par ailleurs en 101 et 102, sur le carter 82 du différentiel.. Le carter du différentiel est monté oscillant dans un palier 104 fixé lui-même à la caisse 103 du véhicule, pour osciller autour de l'axe de rotation RW à peu près horizontal et contenu dans le plan médian longitudinal du véhicule. Entre la caisse 103 et les bras de guidage 97 et 98, sont interposés des amortisseurs 105 et 106. Sur le tube extérieur de chaque amortisseur est prévu un siège de ressort 107, 108, qui sert d'appui pour le ressort hélicoEdal 109, 110, monté concentriquement. Pour placer le carter 82 du différentiel parallèlement à la chaussée, les segments 111, 112 des bras inférieurs 99 et 100 qui sont prolongés Jusqu'au centre du véhicule sont accouplés entre eux comme des engrenages, le bras gauche 99 formant une fourche et un galet 113 monté rotatif à l'extrémité 112 du bras droit 100 étant engagé dans cette fourche. Ceci garantit que les bras inférieurs 99; 100 et, par conséquent, également les roues, ne peuvent décrire que des mouvements symétriques. Par conséquent, dans le cas du débattement simple sur obstacle, c'est-8-dire du débattement de même sens des deux roues 11, 14, le couplage des bras inférieurs 99, 100 ntexerce aucun effet sur la suspension. Dans le cas du débattement en virage avec inclinaison de la caisse, les bras inférieurs 99, 100 forment, avec le carter 82 du différentiel, un essieu rigide et la caisse oscille autour de l'axe Pour l'appui longitudinal des roues, les bras inférieurs 99, 100 sont, dans cet exemple, en forme de fourche et rigides en torsion. La vue de dessus de cet exemple d'exécution qui est donnée sur la Fig. 6 montre que les bras inférieurs 99, 100 forment chacun, d'une part, une fourche 114, 115 et 116, 117 munie de pattes formant oeils, pour l'articulation sur le carter 82 du différentiel, et d'autre part, une fourche plus petite 118, 119 pour l'articulation sur les bras de guidage 97, 98 des corps de moyeux 95, 96. Les pattes avant 115, 117, côté carter, des bras inférieurs 99, 100 sont articulés à un support 120 fixé à un prolongement du carter du différentiel. Les pattes arrière 114, 116 côté carter, sont articulés à un corps porteur 121, qui forme en myome temps le couvercle du carter de différentiel, et à un support 123 fixé à la traverse 122. Le carter 82 du différentiel est lui-même monté élastiquement, par des blocs de caoutchouc, dans le palier 124, à un élément porteur 125 qui forme pont au-dessus du tunnel de l'arbre de transmission et dans le palier 126 porté par la traverse 122, de sorte que la caisse peut exécuter un mouvement d'oscillation autour d'un axe Rw qui est défini par la ligne de jonction de ces paliers. Comme dans le premier exemple d'exécution, le centre de roulis dans le cas du débattement sur obstacle se trouve à proximité de la chaussée. Pour accoupler les bras inférieurs 99, 100 à leurs prolongements 127, 128 on utilise, dans un autre exemple d'exécution représenté sur la Fig. 7, une biellette 129 qui est articulée sur les bras inférieurs. Pour réduire encore les masses non suspendues, il est avantageux de monter les freins au voisinage immédiat du carter 82 du différentiel (non représenté). Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. REVEND I CATI ON S 1) Suspension pour véhicule automobile, dans laquelle les roues sont guidées indépendamment l'une de 1'autre par des paires de bras qui sont eux-mêmes articulés, d'une part, sur un support auxiliaire relié au châssis ou à la caisse du véhicule et, d'autre part, aux bras de guidage des fusées ou des corps de moyeux, cette suspension étant caractérisée en ce que le support auxiliaire (24, 82) est monté dans le châssis ou la caisse du véhicule, pour osciller autour d'un axe à peu pres horizontal contenu dans le plan médian longitudinal du véhicule, et en ce qu'au moins un bras de suspension de chaque roue est relié au bras conjugué de l'autre roue de telle façon que les deux roues (11, 14) ne puissent dé crire que des mouvements symétriques par rapport au support auxiliaire (24, 82), les roues étant~appuyées directement sur le chats sis ou la caisse (23, 103) du véhicule par des éléments élastiques appropriés (29, 30 et 109, 110). 2) Suspension suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, dans le cas des roues motrices, les bras supérieurs sont constitués par les demi-arbres (80, 81) d'entraînement des roues, et en ce que le support auxiliaire articulé sur le châssis-ou la caisse (103in du véhicule est constitué par le groupe moteur-boite de vitesses ou par le carter (82) du différentiel. 3) Suspension suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la liaison entre l'un des bras de l'une des roues et le bras conjugué de l'autre roue est assurée par un essieu (36) rigide, coudé en forme de vilebrequin, disposé à peu près horizontalement, de manivelles (40, 410 sont reliés par des articulations aux bras dont les bras /13,1 J, aux usees 17,18) ou aux corps de moyeux (95, 96), tandis que l'axe de l'essieu coudé (36) est monté pour osciller dans le support auxiliaire (24, 82) autour d'un axe transversal. 4) Suspension suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bras de manivelles (40, 41) de l'essieu coudé rigide (36), servent en même temps pour l'appui longitudinal des bras reliés aux bras de manivelle (13, 16). 5) Suspension suivant les revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'on utilise, pour le guidage des futées (17, 18) ou des 1 axa de corps de moyeux (95, 96), dans la zone de/llessieu coudé (36), uniquement les bras de manilselles (40, 41) de cet essieu. O 3 Suspension suivant les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'articulation des bras de manivelles (50; 51) de l1es- sieu coudé (52) sur les fusées ou corps de moyeux (53, 54) steffec- tue par l'intermédiaire d'axes d'oscillation orientés à peu près dans la direction longitudinale du véhicule et que, pour le guidage des roues en inclinaison, on utilise des entretoises (59, 60) formant bras transversaux, ou encore les demi-arbres moteurs dans le cas des roues motrices (Flg. 3). 7) Suspension suivant les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'articulation des bras de manivelle (70, 71) de l'essieu coudé (72) sur les fusées ou corps de moyeux (75, 76) sZeffeetue par l'intermédiaire d'axes de rotation (77D 771) orientés à peu près dans une direction transversale et en ee que l'appui dans le sens longitudinal est assuré par des entretoises longitudinales simples (78, 79) (Fig. 4). 8) Suspension suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les bras transversaux conjugués (99, 100) des deux roues qui sont articulés à un certain écartement ef-lutuel sur le support auxiliaire (24, 82), sont prolongés au-delà de leur point d'arti- culation (101, 102) en direction du plan médian du véhicule et sont accouplés entre eux à leurs extrémités 9) Suspension suivant les revendications 1, 2 et 8 caractérisée en ce que les deux extrémités des bras transversaux (99, 100) façon de sont accouplées à la/ dents d'engrenage en prise entre elles. 10) Suspension suivant les revendications 1, 2, 8 et 9, caractérisée en ce-que l'extrémité de l'un des bras transversaux (99) forme une fourche et que l'extrémité de Patre bras transversal forme une cheville (113), les deux éléments étant en prise entre eux comme ceux d'un engrenage. 11) Suspension suivant les revendications 1, 2 et 8, caracté- risée en ce que les extrémités des bras transversaux (99, 100) sont réunis entre elles par une biellette (129)o 12) Suspension suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les bras conjugués des deux roues sont accouplés par des moyens hydrauliques. 13) Suspension suivant les revendications précédentes, carac- tersée an ce que les bras (13 à 15 et 80, 99, 81, 100) de guidage des roues sont réalisés et agencés de telle façon que le centre de roulis (RR) se trouve à proximité de la chaussée lorsque les deux roues décrivent des mouvements de même sens. 14) Suspension suivant les revendications précédentes, carat térisée en ce que l'axe de rotation (R@@)du support auxiliaire (24, 82) dans le châssis ou la caisse (23, 103) du véhicule se trouve à peu près à la hauteur de la ligne de Jonction des centres des roues. 15) Suspension suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les roues (11, 14) s'appuient directement, par les bras inférieurs (13, 16) sur le châssis ou la caisse (23, 1Q3) du véhicule, au moyen de ressorts hélicoIdaux (109, 110). 16) Suspension suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les roues (11, 14) s'appuient sur le chassis ou la caisse (23, 103) par des bras de guidage (105, 106) des corps de moyeux (97, 98) dirigés vers le bas, au moyen de ressorts hélicoidaux (109, 110).